铍材切削加工温度场和应力场的数值模拟

采用MSC.Marc软件对铍材切削加工温度场和应力场进行热力耦合有限元分析,铍材本构关系采用Johnson-Cook模型,编写子程序模拟铍材切削断裂分离现象.结果表明:铍材切削加工过程温升不明显,最高温度约45 ℃,切削后工件表面平行和垂直于走刀方向残余应力分量均为拉应力;采用工艺获得铍材切削稳定状态下切削力和进给力分别为280和–250 N/mm.此研究有助于加深铍材切削应力形成规律认识以及切削工艺参数优化.     

铸件凝固过程应力场数值模拟技术

分析了应力场用的数理模拟和数值方法，指出了存在的问题，明确了今后的研究重点。     

铸件凝固过程中热应力场及热裂的数值模拟研究分析

简述了铸件凝固过程数值模拟的研究现状 ,重点介绍了铸件凝固过程中热应力场及热裂数值模拟研究的方法和发展趋势 ;指出了基于流变学模型的热应力场和热裂数值模拟是今后的热点研究方向之一。     

大面积聚晶金刚石复合片电火花加工温度场及应力场的数值模拟

在研究电火花加工机理的基础上,基于有限元原理,建立了电火花连续脉冲放电磨削聚晶金刚石复合片时的物理模型,对磨削过程工件表面的温度场、应力场分布及工件材料的变形规律进行了模拟分析.研究了脉冲宽度及峰值电流对温度场、应力场分布及复合片变形量的影响规律.结果表明,有限元法是分析大面积聚晶金刚石复合片电火花磨削过程中温度场、应力场及变形的一种有效方法,其计算结果可用来指导制定合理的加工工艺参数以提高加工质量和加工效率.     

TC21钛合金锻件淬火过程温度场及热应力场数值模拟

通过利用ANSYS有限元分析软件对TC21钛合金锻件淬火过程进行数值模拟,获得TC21钛合金锻件淬火不同时刻温度场分布及热应力场分布,以及锻件上所选节点温度、热应力随淬火时间的变化关系,并观察从锻件心部至边部的组织变化,研究冷却速率对组织变化的影响规律。结果表明,当淬火3600 s时,锻件表面已冷却至室温,而心部仍然保持较高温度;从锻件心部至表面冷却速度逐渐增加,并且越靠近表面,组织越细小。 淬火开始阶段,锻件各点热应力迅速升至最大值,随着淬火时间延长,锻件表面及心部热应力均逐渐减小,至淬火结束时,锻件最大残余应力仅为77 MPa。     

铸件铸造过程应力场数值模拟

介绍了铸件铸造过程应力场数值模拟采用的基本方法及其基础研究现状，并指出了今后应力场数值模拟研究的重点与发展方向。     

管道焊接过程的温度场数值模拟

以20#钢钢管的对接接头为研究对象,应用ANSYS软件,对其焊接过程的温度场进行了数值模拟,获得了其焊缝区的瞬态温度场以及各点的焊接热循环曲线.结果表明,起焊位置处各节点经历了两次升温过程,其它位置处节点只经历了一次;距离焊缝中心等距离的节点所经历的热循环过程呈现相同的变化规律;距焊缝中心远近不同的点所经历的热循环各不相同,节点越接近热源,温度升高越剧烈,所能达到的最高温度越高.     

厚板淬火过程温度场的有限元模拟

厚板在淬火过程中温度变化剧烈,且随着板厚的增加厚度方向的温差加大,极易导致表面和心部组织不均匀.本文利用ABAQUS软件对厚板淬火过程的温度场进行数值模拟,计算淬火过程钢板厚度方向的温度梯度和冷却速度,为制定合理的淬火工艺制度提供理论依据,以保证厚板淬火前后组织性能的均匀.     

浅谈铸造过程应力的数值模拟

通过在生产中对铸造过程应力分析的重要作用,简单阐述了应力模型所需要的参数并进行了简单件应力的模拟分析,提出修改意见。     

复杂薄壁壳体淬火过程的数值模拟

采用ANSYS有限元软件对复杂薄壁壳体淬火过程温度场和应力场进行了数值计算,将通过有限元法计算的工件外表面畸变量与实测值进行了对比.结果表明,复杂薄壁壳体在淬火过程中,沿工件厚度方向温度分布不均匀,吊具底板对温度场有明显影响;工件淬火后残余应力和应变主要分布在球冠形罩子附近以及两个球冠形罩子之间的过渡段;有限元法计算的工件外表面畸变量与实测值基本吻合,从而验证了有限元模型.研究结果有助于复杂薄壁壳体淬火工艺制订及淬火应力和畸变规律的认识.     

铸件热应力及热裂的数值模拟研究

铸件在铸造凝固过程中热应力场及热裂的数值模拟在实际的生产实践中起着十分重要的作用。本文综合国内外对铸造凝固过程中热应力及热裂数值模拟研究的现状，结合中北大学铸造工程研究中心的实际情况，指出了今后的研究方向和重点：建立适合铸造过程应力场数值模拟的模型，采用有限元软件ANSYS实现铸件热应力场的模拟分析，并计算残余应力。     

淬冷过程三维温度场有限元模拟数值振荡问题的研究

用作者编写的三维有限元程序对淬冷过程温度场进行了模拟计算，并与解析解（分离变量法）进行了比较。为了解决数值振荡问题，采用了局部网格细化、动态时间步长和集中热容矩阵等方法。通过模拟结果与解析解的比较可以看出，在时间步长选择合适的情况下，集中热容矩阵能够很好地解决数值振荡问题；如果不进行集中热容矩阵，无论是细化网格还是减小时间步长，其解决数值振荡问题的效果都不好。     

45钢淬火三维瞬态温度场与相变的计算机模拟

应用非线性三维瞬态温度场与相变耦合有限元算法,对４５钢淬火冷却过程进行计算机模拟,得到直观的三维图象,计算结果与实测值比较接近。本文采用的ＴＴＴ曲线数值化方法,不仅便于计算机存贮和调用,也便于将现有的ＴＴＴ图进行处理,得出与工件实际成分相对应的ＴＴＴ曲线,从而提高相变计算的精度。议事中讨论了相变量计算值与实测值出现偏差的原因,并指出用Ａｖｒａｍｉ公式计算等温转为能得到合理的结果,但在应用它计算连续     

铸造过程温度场的数值模拟

结合材料变温过程材料热物性参数的变化,利用ANSYS软件对几何外形复杂的铸件在铸造过程中的温度场进行了模拟,得到了铸件温度随时间的分布关系.模拟结果较真实地反映了铸造系统温度的变化过程,且运算速度较快,从而可预测缩孔、缩松等缺陷出现的可能性及位置,为优化铸造工艺方案提供科学指导.     

基于FDM/FEM联合的铸件凝固过程热应力数值模拟的研究

为了模拟铸件凝固过程的热应力场，开发了基于华铸CAE（FDM）和ANSYS（FEM）联合的铸件凝固过程热应力场数值模拟集成系统，并计算了应力框试件的应力和位移。应力框的变形模拟与公认结果符合较好，实现了FDM／FEM联合进行铸件凝固过程的热应力数值模拟，为进一步模拟分析热应力和进行热裂预测奠定了一定的基础。     

中空环形激光熔覆层温度场与应力场的数值模拟研究

目的研究基于"光束中空、光内送粉"工艺下中空环形激光熔覆层温度场分布规律、应力演化过程及沿熔覆层深度方向上的残余应力分布,为调控或降低光内送粉激光熔覆层残余应力提供参考。方法采用ANSYS软件APDL语言建立单道熔覆层物理模型,利用生死单元法模拟激光加载,从而得到温度场结果,在此基础上进行热力耦合,分析熔覆层内应力演化过程,在熔覆层深度方向上建立路径,得到沿路径方向上的残余应力分布结果,最后进行实验测定。结果当采用中空环形激光束加载时,光斑温度分布呈"马鞍形",熔覆层横切面上温度分布形状呈对称的"W"形,两侧温度高,中间温度低,熔覆层上表面扫描路径上的节点在扫描过程中都会经历两次温度峰值,且第二次温度峰值要高于第一次。热应力随着扫描过程进行而不断变化,由起初产生的熔覆层压应力逐渐转化为拉应力。沿扫描方向上的残余应力值最大,可达到273 MPa。熔覆层深度方向沿扫描方向上的残余应力值在上表面位置有最大值235 MPa,熔覆层与基材接合面处有最小值185MPa。最后结合实验测定,数值计算与实验结果一致。结论中空环形激光光斑"马鞍形"式的能量分布使得熔覆层温度分布更为均匀,可有效降低温度梯度。环形光斑后半环高温区域的重熔作用有利于能量的再分配,有利于减缓应力集中。熔覆层深度方向沿激光扫描方向上的残余应力分布,随着深度的增加而逐渐减小。     

定向凝固过程中型芯型壳温度场数值模拟

以空心涡轮叶片作为典型件,开展了定向凝固过程中叶片、陶瓷型芯和陶瓷型壳温度场的数值模拟研究,分析了陶瓷在定向凝固过程中的膨胀特点,对空心叶片铸造过程中陶瓷型芯的定位进行了设计。     

连铸坯凝固过程中温度场数值模拟

利用Marc/Mentat软件采用二维有限元方法,分析了连铸过程中板坯的凝固过程;计算出了板坯表面与中心的温度分布、坯壳厚度、液芯长度等.     

大型轧辊喷雾淬火过程温度场数值模拟系统的开发

利用Visual Basic软件开发了大型轧辊喷雾淬火过程温度场模拟软件,并利用此模拟系统对复合轧辊差温加热后的淬火过程的温度场进行模拟计算来验证此系统的准确性,模拟得到了油淬冷却过程中的温度场分布云图以及轧辊不同深度处的冷却曲线,并对其进行了分析;将轧辊的实测温度数据与该系统模拟计算结果进行了比较,结果二者基本吻合,从而可以利用该系统的模拟温度评估淬火热处理工艺的合理性,能够为实际生产提供定量的参考依据.     

热处理过程数值模拟综述

总结了热处理过程数值模拟的研究方法和成果，对模拟基本原理进行了扼要介绍，涉及温度场、组织场、应力场的计算。介绍了国内外发展概况和应用情况，并指出难点问题和发展方向。