磨削淬火技术中温度场的理论研究

磨削淬火是利用磨削热对工件表面进行热处理,使工件表层发生马氏体相变,达到与表面强化处理一样的性能。本文采用倾斜移动热源模型对工件温度场进行了理论计算并与Jeager移动热源模型进行了比较;分析了各加工参数对工件表面最高温度的影响;利用实验研究验证了理论分析结果。研究结果表明,在磨削淬火技术中,采用倾斜移动热源模型,可提高磨削淬火技术温度场的预测精度。     

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%。     

磨削淬火技术的研究现状与展望

磨削淬火技术利用磨削热对工件表面进行热处理,使工件表层发生马氏体相变,达到与表面强化处理一样的性能。本文对磨削淬火技术的研究现状进行了总结,针对目前研究中存在的问题,提出了磨削淬火技术研究的发展方向。     

磨削温度场的理论分析和研究

本文概要介绍了磨削温度场理论模型研究的历史与现状,探讨了有限元法和计算机仿真技术在磨削温度场理论研究中的作用。     

相变材料对磨具磨削层热性能影响的理论与数值分析

磨具的磨削层结合剂中的相变材料可以改变磨削层的热性能,进而影响磨削层与工件间的热量分配。通过建立相变材料相变过程的两相复合材料等效比热容理论模型,以及石蜡/环氧树脂复合材料与蓝宝石工件的传热数值模型,分析相变材料体积分数对磨削层热性能以及磨削层与工件热量分配的影响。结果显示:复合材料等效比热容理论值与仿真值误差小于2%,验证了该理论模型的有效性。随着相变材料体积分数的增加,磨削层的等效比热容逐渐增大,工件分配的热量逐渐减少。与磨削层强度分析结合,确定相变材料体积分数的最优值为26%。     

磨削温度场的数值计算

本文对不同导热模型下的4种磨削温度场计算式进行了简化，用简化后的计算式对磨削温度场进行数值计算，并验证了计算结果的准确性，发现按热源强度均匀分布计算出的磨削温度场更接近实际。     

钛合金材料超高速磨削湿式温度场的有限元仿真

运用有限元方法建立了难加工材料钛合金湿式磨削温度场的数学模型,分析计算了超高速磨削状态下钛合金磨削区的磨削热分配率,并对钛合金超高速磨削湿式温度场进行仿真,得到了湿式磨削温度场的等温场.从而得出了钛合金主要磨削参数对湿式磨削温度场的影响趋势以及磨削深度方向上磨削温度的分布.为钛合金超高速磨削的研究打下了坚实的基础.     

磨削温度场的科学计算可视化研究

论述了科学计算可视化的概念,介绍了科学计算可视化的分类与方法。并利用VisualC 开发平台,对平面磨削力和磨削温度场模型进行了科学计算,用OpenGL工具建立了工件的三维实体模型,并在工件实体上用不同的颜色表示不同温升值,从而实现了磨削温度场的可视化过程。同时,系统可以给出磨削温度场中各点的温升值,以及表面温度场曲线和深度方向的温度曲线。     

大型环状件的淬火与磨削

我厂制造过一套生产钢桶盖的大型冲模,其中凹模稍小、环状,内径φ650mm,外径φ760mm;凸模为稍小环状,这两件活均需淬火与磨削。但没有那么大的内圆磨床和热处理炉。最后我们土法上马在一台旧的滚齿机上成功地解决了这个难题,特介绍供参考。     

单晶硅片磨削表面相变研究

为了揭示硅片自旋转磨削加工过程中材料的去除机理,采用显微拉曼光谱仪研究了硅片磨削表面的相变。结果表明：半精磨和精磨硅片表面存在-Si相、Si-III相、Si-IV相和Si-XII相,这表明磨削过程中Si-I相发生了高压金属相变（Si-II相）,Si-II相容易以塑性方式去除。粗磨硅片表面没有明显的多晶硅,只有少量的非晶硅出现,材料以脆性断裂方式去除。从粗磨到精磨,材料去除方式由脆性断裂去除向塑性去除过渡。粗磨向半精磨过渡时,相变强度越大,材料的塑性去除程度越大;半精磨向精磨过渡时,相变强度越小,材料的塑性去除程度越大。     

TA15钛合金相变点的测定

采用计算法和金相法分别测定了TA15钛合金相变点。结果表明,该合金相变点温度为985℃,两种方法测得的结果相当接近。由于考虑到各主要元素及杂质元素含量对相变点的影响值,因此计算法得到的相变点与实测值是接近的,而金相法测定TA15钛合金相变温度的准确性更高。     

磨削淬硬技术研究现状及其展望

磨削淬硬技术是一种绿色表面淬火技术,该技术视磨削热为积极因素,主动利用磨削热对工件表面进行热处理,使工件表层发生马氏体相变,达到与表面强化处理一样的性能.对磨削淬硬技术的研究现状进行总结,指出存在的问题.提出磨削淬硬技术的发展方向和展望.     

基于ANSYS的辐射和相变对焊接温度场的影响研究

为研究辐射和相变对焊接温度场的影响,利用有限元分析软件ANSYS的热分析功能,以TIG平板对焊为例,采用高斯热源,分别对考虑辐射和相变影响、只考虑辐射而忽略相变影响、同时忽略辐射和相变影响的3种情况进行计算。并得出结论：相变对温度最大值和温度梯度的影响都很大,在进行计算时不应被忽略;辐射散热对温度最大值和温度梯度的影响有限,为节约计算时间,可以忽略。     

相变温度对焊接残余应力的影响规律及机理分析

通过对焊缝金属相变温度、相变膨胀应变和焊接接头残余应力的测试，分析了相变应力的产生及其对焊接残余应力的影响，相变应力不仅能够降低焊缝金属由于热收缩所引起的残余拉伸应力，而且在一定的条件下还可以产生残余压缩应力，论述了相变温度对焊接残余应力的影响规律以及获得残余压缩应力的相变温度范围，试验证明相变温度在100～300℃范围内，焊缝金属可以获得残余压缩应力，其中在190℃左右时残余压缩应力达到最大。     

42CrMo钢磨削淬火强化层的显微组织和磨损性能

对42CrMo钢进行磨削淬火试验,研究了磨削淬火强化层的显微组织和耐磨性能。结果表明:42CrMo钢磨削淬火强化层的显微组织以片条状马氏体为主,强化层的显微硬度达到了700HV以上;磨削淬火强化层的磨损性能较基体的有明显提高。     

瞬时液相扩散焊焊接温度场有限元模拟

在瞬时液相扩散焊焊接过程中,加热温度对焊接效果有决定性的影响。通过对增强热塑料管接头进行合理假设,在ANSYS系统中建立了三维有限元分析模型,利用ANSYS提供的热电耦合分析和瞬态温度场分析程序,对管接头焊接加热时间和瞬态温度场进行了有限元模拟,其分析结果可以为热应力分析、焊接强度分析、优化设计和实验提供一定的理论依据。     

超声固结区域温度场分析及实验研究

温度是影响超声固结质量的重要因素,针对固结区域温度难以直接测量的现状,通过数值模拟研究工艺参数对固结温度的影响。首先,基于Hertz接触理论和Coulomb摩擦定律分析了固结区域的摩擦功,建立了固结区域的发热模型;其次,建立了钛铝箔材的超声固结三维热传导有限元模型,并且分析了主要工艺参数对固结区域温度场分布的影响;最后,为了验证模型的有效性,建立了超声固结加工温度测试平台,通过在基板埋植热电偶的方式测量固结时的温度,发现实验结果与数值仿真结果变化趋势一致,证实了模型的有效性。