真空热处理炉传热的三维数值模拟

为了分析真空热处理炉内加热工件的温度场,将包括工件在内的整个真空热处理炉作为模拟对象建立了一个三维的数值模型.该模型集成了一个控制炉温的PID模块,并且考虑了热物性参数的非线性因素.基于一商业软件,对工件、真空热处理炉的隔热层、加热管等的瞬态传热过程进行了数值模拟,并与实测值进行了对比,两者基本吻合.最后,根据模拟结果提出了优化的加热工艺参数.     

GH4169合金件真空时效过程数值模拟

以VR6072型真空热处理炉为例,建立了一个二维真空热处理炉非线性有限元模型,该模型考虑了辐射传热和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GH4169合金件真空时效过程中的瞬态温度场变化进行了模拟计算,预测了工件真空热处理过程加热滞后时间,对整个温度场变化过程进行了试验测量,模拟结果和试验结果吻合较好,为真空热处理虚拟生产和工艺参数优化提供了理论依据.     

真空渗碳炉加热室温度场数值模拟与分析

加热室是真空渗碳炉的核心部分。炉温均匀性及工件加热效率等参数是衡量真空炉性能的重要指标,加热室设计直接影响炉子的使用性能和生产效率。本文基于有限元计算平台,建立真空渗碳炉加热过程的数学模型,对不同加热室参数及整体输出负荷下的温度场进行模拟及预测,确定了加热管数量、加热管外径及整体输出负荷对工件温度均匀性及加热效率的影响规律。结果表明:适当地增加加热管数量、合理选择加热管外径和整体输出负荷能提高工件的加热速率,降低工件的温差。     

真空高压气淬炉流场和温度场的数值模拟

建立了高压气淬过程的数值模型,对不同工艺参数下真空高压气淬炉内气体流场和工件温度场进行模拟和预测,得到淬火过程中工件的温度变化和特征点的冷却曲线。根据不同的工件形状和材料以及淬火气体压力进行计算,据此分析了工艺参数对工件冷却过程的影响。     

雾化气体淬火过程温度场及应力场的数值模拟

从45钢在高压氮气中淬火的实验出发,利用ANSYS有限元软件对工件雾化气体淬火过程进行数值模拟,建立二维瞬态模型,模拟了工件的温度场和应力场的分布。模拟结果和实验进行对比,温度场的数值模拟计算和实验结果较吻合。     

基于DEFORM的汽车空调三角皮带轮辊轧成形过程的数值模拟

采用DEFORM有限元分析软件对汽车空调三角皮带轮辊轧成形过程进行了数值模拟研究.数值模拟的工艺条件包括:工件整体加热和感应局部加热.分析了两种工艺方案不同轧制阶段的等效应变分布及成形过程的最大轧制力、轴向压紧力,比较了两种工艺方案轧制末期的温度场分布及工件外形.得到尺寸合符要求的工件,成形效果良好,为实际工艺制定提供了依据.     

感应加热的热计算模型

讨论了感应加热热传导过程中 ,瞬态温度场的变化和分布 ,建立了表面比功率和表面加热温度、加热时间、感应加热电流频率、工件尺寸及淬硬层之间关系的数学模型 ,为从工艺上控制零件所需的淬硬层深度提供了理论基础     

感应加热的温度场仿真模拟计算及探讨

对圆柱类工件感应加热过程温度场进行仿真模拟计算,以45#钢材质为基础,研究了不同电流频率下圆柱类工件内温度场分布,讨论了加热方式、频率、磁性、隔热保护等对加热效率、次表层温度突升、工作层温度均匀性的影响。通过改变加热方式,探讨了提高工作层温度均匀性的方法,同时将感应加热和常规传热加热模式温度场进行了对比分析。     

基于Ansys模拟的钛合金筒形工件离子渗氮温度场分析

针对钛合金离子渗氮过程中无法实时获取筒形工件温度分布的问题,通过基于Ansys的稳态温度场数值模拟,对多种渗氮工况、不同尺寸的钛合金筒形工件温度场进行模拟,获得一系列筒体工件温度场分布特性。结果表明,钛合金筒形工件在理想离子渗氮过程中,工件表面最大温差达到7.8℃,温度场为对称分布,在轴向呈现出中心高两端低的特点;增加两端辅助加热后,相同筒形工件表面最大温差缩小至5.6℃,工件两端温度显著提高,温度场均匀性得到改善,但温度场均匀性会随着筒体壁厚的增加而变差;通过调整辅助功率,可以改善筒体轴向温度均匀性。在径向,筒体内壁温度要高于外壁,且内外壁温度差会随着壁厚的增加而增加。该数值模拟结果,可为钛合金筒形工件的离子渗氮工艺优化提供参考。     

基于阶梯模型的摆动焊接温度场数值模拟

根据摆动焊接速度和方向的变化规律,建立了电弧摆动焊接适用范围更加广泛的阶梯模型,以Q345平板对接接头为研究对象,利用焊接模拟软件SYSWELD对摆动焊接过程的温度场进行数值模拟,获得了焊缝区瞬态温度场以及各节点的焊接热循环曲线.结果表明,电弧摆动阶梯模型的瞬态温度场形状与带状热源模型不同,当热源由中间向两边摆动时,阶梯模型的熔池呈头小尾大的椭圆形;电弧摆动阶梯模型的焊接热循环曲线也与带状热源模型不同,阶梯模型的焊接热循环曲线在加热和冷却过程中都会出现一个小波峰,表明焊缝在加热和冷却过程受到电弧摆动的影响.     

工件气体淬火过程数值模拟

用计算流体力学(CFD)的方法对工件气体淬火过程进行了数值模拟,在FLUENT平台上建立了真空高压气淬炉的三维非稳态模型,模拟了炉膛内流场和工件温度场的分布,模拟了圆柱形单工件淬火过程气体类型、气体压力和速度对冷却速度的影响,并模拟了多工件淬火冷却过程,预测了炉内不同位置处工件的冷却曲线。将模拟结果与实验结果相比较,两者基本吻合,为气体淬火工艺的优化提供了理论依据。     

不锈钢重熔工艺瞬态热物理性能数值模拟

应用有限元方法对层流等离子体射流不锈钢表面重熔工艺中的瞬态热物理现象进行了数值模拟研究.针对不同加热距离,确定了材料熔化和凝固过程中的瞬态温度场、温度梯度和凝固率的时间和空间分布特征.通过引入等效温度面积密度概念,研究了不锈钢重熔热处理的适合条件.结果表明,9～13 mm的范围是较为适宜的加热距离,该结果与试验观察基本符合.     

激光深熔焊三维瞬态温度场的数值模拟

采用旋转高斯曲面体热源模式,建立了激光深熔焊接热过程的三维瞬态数值分析模型.利用Visual Fortran语言编写数值分析程序,计算并给出了从开始焊接到达到准稳态过程中工件上不同截面的焊接温度场和熔池形状的瞬态变化,并进行了对比验证.计算结果较好地反映了激光深熔焊焊缝深宽比较大的特点,亟待改进之处是计算所得焊接接头的深宽比略小于试验值.     

45钢光轴连续感应淬火过程的数值模拟

建立45钢无限长轴对称工件连续感应淬火过程的二维物理模型,并进行温度场的数值模拟。根据连续感应淬火过程中温度场的分布给出了判断淬硬层深度的依据,并结合Maynier组织预测模型与硬度公式计算出工件不同深度处的硬度值进行验证。结果表明,可根据工件感应加热区域进入喷水冷却时刻的径向温度分布曲线来预测连续感应淬火最终淬硬层深度。根据这一结论,可以用所建立的有限元模型对连续感应淬火工件淬硬层深度进行预测。     

基于ANSYS的中厚板补焊焊接温度场的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对中厚板的焊补温度场进行了数值模拟。在模拟过程中,利用ANSYS软件的APDL语言以及单元“死活”技术模拟焊缝金属由下至上的填充过程,较好地模拟了补焊时焊接电弧向上移动加热过程以及整个温度场的瞬态变化,并且实现了参数化编程。     

汽轮发电机转子绕组中频感应钎焊数值模拟

铜绕组是汽轮发电机转子的核心部件,其焊接质量直接影响机组的性能及安全。以Ansys软件为工具,采用磁热耦合分析的方法,研究了转子绕组铜板的对接中频感应钎焊,对加热过程中不同时刻的温度场及关键位置节点温升曲线进行了有限元计算和分析。对钎焊过程中工件表面距钎缝不同位置的温度进行了实地测量,计算结果与测量结果之间差别较小,证明了数值模拟结果的可靠性。根据温度场的模拟结果,采用不同的加热时间焊接了若干试验件,通过观测试验件断裂后的形貌及抗拉强度值,分析了加热时间对钎焊质量的影响。试验结果证明,利用数值模拟方法可以预测感应钎焊的钎缝质量。     

45钢工件感应淬火温度场有限元模拟分析

本文讨论了感应加热有限元分析中温度场与电磁场耦合、工件材料物理参数温度依赖性等关键技术问题的处理方法.利用有限元模拟方法,分析了圆柱工件的感应淬火过程,得到了工件的温度分布状况以及温度随时间的变化规律.结果表明数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致.     

基于ABAQUS的煤油介质中电火花表面强化工艺参数的研究

选取合适的热源模型、热边界条件和放电通道半径公式等,建立了煤油介质中电火花表面强化的热传导模型.在此基础上,利用ABAQUS有限元分析系统,模拟了煤油介质中电火花表面强化的单脉冲瞬态温度场,研究了电流增大对温度场的影响,并对单脉冲条件下的工具电极和工件在不同峰值电流下的温度场进行数值模拟,预测了电火花表面强化的工艺参数...     

9Cr2Mo冷轧辊加热过程的数值模拟

利用有限元数值方法模拟了９Ｃｒ２Ｍｏ冷轧辊加热过程中的瞬态温度场和奥氏体化进程,建立了加热奥氏体化过程的数学模型。通过采样轧辊内部一些特定位置的加热曲线验证了模拟结果的准确性,根据模拟结果提出了优化的冷轧辊加热工艺,该工艺明显地缩短了加热时间,具有显著节能的效果。     

轧辊堆焊温度场的动态有限元模拟

利用有限元软件对轧辊堆焊温度场进行数值模拟.在模拟过程中,实现焊接移动热源的施加,较好地模拟了焊接电弧移动加热过程以及整个温度场的瞬态变化,考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系,并以70Cr3Mo的堆焊为例进行了实例计算,计算结果与实测结果相吻合.