圆柱齿轮淬火过程温度场的计算机模拟

应用有限元分析软件ANSYS模拟了材料为20CrMnTi复杂结构圆柱内齿轮淬火冷却过程的温度场,得到了温度场随时间的分布关系;在模拟中考虑了热物性参数和表面换热系数的非线性和相变,模拟结果与实际过程相符合,为进一步精确计算淬火过程中的热应力和残余应力打下了基础.     

齿轮零件淬火过程温度场的数值模拟

采用ANSYS Workbench软件的热分析模块,结合材料在温度变化过程中热物性参数的变化,对外形复杂的45钢齿轮零件淬火过程温度场进行了数值模拟,取得了本零件温度随淬火时间的分布关系,模拟结果与实际过程一致。该方法优于传统的人工测量和经验判断方法,其模拟过程为分析计算淬火过程的热应力和残余应力提供了一定的理论基础。     

U71Mn重轨淬火温度场及其影响因素研究

利用有限元分析软件对U71Mn重轨淬火过程中的温度场分布进行数值模拟,并通过不同的数据加载对各种可能影响温度场分布的因素进行研究.结果表明,准确选择淬火时加热、保温时间和风冷时的压强,能显著提高重轨的最终性能,对U71Mn重轨热处理中相关参数的选择具有重要的指导意义.     

7075铝合金锻件淬火过程分析

基于计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程(CAE)方法对某公司生产的锻件进行分析。根据锻件的基本尺寸,利用Solidworks软件对锻件进行三维建模,然后用Hyper Mesh模型进行有限元网格划分,再导入ABAQUS软件。采用模拟淬火方法对两种结构的淬火过程进行计算分析,结果表明改进结构明显改善了温度场分布和应力场分布,提高了生产的成品率。     

基于有限元的激光定点钎焊温度场研究

利用ANSYS软件对激光定点钎焊过程温度场进行了有限元模拟,在分析过程中采用三维单元,并考虑了材料热物性的非线性特征,建立了有限元模型,得出了钎焊过程中,不同工艺参数下试样表面的温度场分布图,并进行了温度测量和实际钎焊实验。结果表明:有限元分析温度曲线与实测温度曲线比较吻合,钎焊后金刚石与基体实现高强度连接。     

基于瞬态传热的含裂缝环形锻件传热模型

针对目前热态锻件存在的裂缝问题,提出了一种基于传热理论的含裂缝锻件传热模型。首先,基于微元体的传热特性,推导满足微元体热平衡关系的导热微分方程,并以瞬时热流量为中介变量,对传热系数、热导率进行了修正。其次,设定环形锻件内外环境边界条件、裂缝有限空间自然对流边界条件,进而建立了多边界条件下含裂缝的热态环形锻件传热模型,利用分离变量法求解该传热模型。最后,应用有限元软件对含不同尺寸裂缝的环形锻件传热模型进行模拟,通过试验验证了仿真分析及传热模型的可行性。     

热态轴类含空洞锻件内部温度场分布

热态轴类锻件内部温度场分布特征对锻件内部空洞检测起着重大作用。针对该问题,在传热学理论的基础上建立了热态轴类含空洞锻件的二维非稳态传热模型。首先利用集总参数法获得该模型的内部边界条件。然后通过红外热像仪采集得到该模型的初始温度条件,结合分离变量法求解该模型,从而获得含空洞锻件的内部温度场分布。最后通过实验分析了不同空洞尺寸条件下锻件内部温度场的分布特征。     

基于Visual C ++交互仿真软件的重轨淬火应力场数值模拟分析

针对重轨淬火工艺难以制定的问题,对重轨淬火的应力场及其有限元模型的建立进行了分析,并基于Visual C++开发了针对重轨淬火应力场分析的仿真软件。在实际应用中,只需要在该仿真软件上输入相应的参数,包括重轨淬火的材料热物性、工况条件等,该仿真软件就会在后台自动调用有限元软件对重轨淬火过程进行有限元数值模拟,获得其应力场分布,通过对比分析得到最佳加热时间,并制定出较优的重轨淬火工艺。仿真后,通过对比3种工况的分析结果表明:加温时间设置为40 s,保温时间设置为25 s,淬冷时间设置为35 s是较优的重轨淬火工艺路线,为不了解有限元软件甚至没有使用过有限元软件的重轨淬火工作人员对重轨淬火工艺进行分析时提供了方便,对实际生产具有重要意义。     

淬火中喷雾冷却效果的数值模拟分析

通过对大型锻件淬火冷却中常用淬火介质的对比分析,探讨不同淬火介质的优缺点。针对中国一重生产的大型锻件,利用MATLAB编制的程序模拟锻件在淬火过程中经过喷雾冷却后的温度场变化,将喷雾冷却的计算结果与油冷和水冷的试验数据对比,以验证数值模型的有效性及模拟结果的准确性,分析喷雾时间和水流密度对喷雾冷却过程的影响。     

基于ANSYS的U71Mn钢轨激光淬火的温度场分析

针对U71Mn钢轨表面激光淬火的工艺过程,利用ANSYS软件对其进行温度场仿真分析。通过对钢轨进行三维实体建模、模型网格化、细分载荷时间步长和移动热载荷命令流编写等操作,实现了对钢轨表面激光淬火的温度场瞬态仿真。根据仿真分析结果,获得了功率密度均布的矩形光斑作用于U71Mn钢轨所生成温度场的信息。最后通过温度场判断淬硬层的形貌,并对比实际模型的淬火结果验证了分析的有效性。研究结果可为钢轨表面激光淬火温度场仿真分析提供指导,为钢轨表面激光淬火工艺参数的选取提供帮助。     

真空热处理炉温度场的有限元数值模拟

提出了一个描述真空热处理炉温度场的非线性有限元模型,该模型综合考虑了辐射传热、材料热物性随温度变化等非线性因素的影响。利用有限元软件MSC.Marc对400kW立式真空热处理炉的温度场进行了模拟计算。对炉温均匀性进行了实验测量,模拟结果与实验结果吻合较好。由此提供了一种良好的真空热处理炉虚拟生产手段,为真空热处理工艺参数优化奠定了理论基础。     

齿轮淬火热处理温度场与相变分析

分析了齿轮淬火热处理工艺,应用ANSYS软件对齿轮淬火热处理过程中的温度场与相变问题进行了研究。通过有限元建模、网格划分与变阶条件设置,对齿轮淬火热处理进行仿真,得到高频、中频和双频作用下的温度场,以及齿顶与齿根位置在淬火过程中的相变历程。通过研究确认,双频作用下,淬火过程中齿轮齿顶与齿根温度场分布较均匀,最高温度为862.4℃;齿顶上贝氏体含量为45%,铁素体含量为48%;齿根上贝氏体含量为5%,下贝氏体含量为75%,马氏体含量为20%。     

地埋换热器温度场数值模拟及试验研究

土壤温度场的恢复特性是判定土壤源热泵系统长期稳定运行的重要依据。探讨了某住宅小区土壤源热泵系统的设计方法及主要部件地埋换热器的埋管方式。利用建筑热环境设计模拟分析软件De ST-h建立高层住宅建筑群模型,并进行全年空调负荷模拟。运用大型商业软件FLUENT模拟分析了土壤源热泵连续运行一个夏季和经过一个秋季过渡季后地埋换热器周围土壤温度场的变化和恢复情况,试验研究了制冷过程及制冷期后地层温度恢复过程不同地层的温度分布,结果与数值模拟基本吻合。最后,指出复合式土壤源热泵有利于促进土壤温度场的恢复,从而实现系统长期稳定地运行。     

耦合抽-灌井式埋地换热系统咸水层传热过程研究

基于多孔介质传热、传质控制方程与线热源理论,以耦合抽-灌井式埋管换热系统为研究对象,建立埋地换热器及咸水层水-热-盐运移耦合数学模型。选用有限元计算软件FEFLOW6.1针对不同运行模式下咸水层温度场演变规律与传热过程开展模拟研究。计算结果得到,单独使用埋管换热系统,运行8年后观测井2所在咸水层温度上升1.4℃;采用耦合式系统,相同观测点未出现升温趋势,有效避免"热堆积"发生。在抽-灌水量不变条件下,采用去离子水回灌时观测井1所在中粉砂咸水层达西流速高于原水回灌工况54%。研究表明,回灌溶液盐度降低是诱导地下水渗流速度上升,对流换热与热弥散效应增强的主要作用机制。     

钉头管自支承式换热器的耦合传热及流场数值模拟研究

对钉头管自支承式换热器的结构进行合理简化,建立数值模型,用FLUENT软件对其温度场和流场进行数值模拟,分析比较了钉头管自支承式换热器对空气、水、润滑油3种介质的强化传热效果。结果表明钉头管自支承式换热器对粘度较小的空气介质效果更明显,其强化传热系数可达光管结构的1.7倍左右,压降为光管结构的1.04-1.08倍。     

倾角渐增波纹翅片管换热器空气侧流动与换热特性的数值模拟

提出了一种圆管倾角渐增波纹翅片的管翅式换热器,利用FLUENT软件对其空气侧的流体流动和换热过程进行了数值模拟,得到了翅片通道中心面上的温度场和压力场的分布情况及平均传热系数、努赛尔数与速度的关系。并将其强化传热效果与倾角均匀波纹翅片换热器进行对比分析,结果表明倾角渐增波纹翅片比倾角均匀波纹翅片的传热效果更好,更节能。     

金属铸造界面传热系数的试验研究及其确定

金属铸造凝固过程中,在接触界面间会产生热阻.热阻的大小随空间和时间变化,常常主导着热传导的过程,通常将热阻的影响表示为界面传热系数,在温度场数值模拟中,铸件与铸型间的界面传热系数是关键的参数.利用有限元分析软件ANSYS结合试验数据,模拟了铸造凝固过程的温度场,分别考虑了不同界面传热系数对模拟结果的影响,并将模拟数据与试验结果进行了比较,发现了金属型铸造界面传热系数随时间变化的规律,以及铸件与铸型的接触位置对界面传热系数的影响.     

基于ANSYS的重轨淬火过程的温度场研究

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量的提高有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定基础,并对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.