相变对22CrMo钢淬火应力影响的数值模拟

利用有限元法和热弹塑性理论,结合马氏体相变动力学方程,对22CrMo钢圆柱体试样在淬火过程中的温度场、组织场和应力场进行数值模拟分析,重点模拟分析了试样表面和心部在淬火过程中应力的变化及马氏体相变对淬火应力的影响。模拟发现,相变对淬火应力影响比较明显。在一定条件下,在油中淬火,组织应力对淬火应力分布的影响要远大于热应力的影响,最终试样的淬火残余应力将以表层为拉应力而心部为压应力的组织应力形式存在。通过对残余应力的测量结果表明,计算结果与实测值相吻合。     

宽带激光熔凝过程温度场及残余应力数值分析

基于激光宽带熔凝强韧化处理过程,利用有限元软件SYSWELD建立三维有限单元模型,通过设定精确的边界计算条件,同时考虑材料组织与性能随温度的变化,模拟工件表面的温度场和残余应力.考虑了相变潜热、导热系数等材料热物性参数随温度变化等因素的影响,研究激光宽带熔凝加工瞬态温度场和热应力的分布规律.对计算结果进行分析,并与实验数据相比较.结果表明,通过瞬态温度场分布,能够逼真地反映温度变化规律;宽带激光熔凝后,在工件表面获得了有利的残余压应力分布,热影响区存在应力突变.     

基于热弹耦合的双圆弧齿轮接触特性研究

为了探讨高温重载条件下双圆弧齿轮的工作性能、为热弹耦合作用下双圆弧齿轮疲劳寿命的预测提供分析数据,有必要对热弹耦合场下的双圆弧齿轮进行接触特性研究.采用Pro/E与ANSYS联合建模的方式,建立双圆弧齿轮三维有限元热弹耦合模型.利用ANSYS间接耦合方法,在瞬态热分析求得温度场的基础上,在结构分析中定义接触对,采用稳态分析方法进行接触分析,可求得热弹耦合作用下的接触区域、接触应力和弯曲应力.与非耦合场下的分析结果进行了比较.结果表明该方法是可行的.     

相变塑性对低温相变钢焊接接头残余应力计算精度的影响

基于JWRIAN焊接数值模拟软件,开发了考虑固态相变的热-冶金-力学耦合的数值计算方法来模拟低温相变钢的焊接残余应力.重点讨论了固态相变中的体积变化、屈服强度变化和相变塑性对焊接残余应力的影响.结果表明,相变引起的体积变化和屈服强度变化对最终的焊接残余应力分布和大小有显著影响,相变塑性与前两者相比较影响相对较小,但它对焊缝和热影响区在相变过程中的应力变化趋势有一定的减缓作用,从而适度"松弛"了残余应力.     

采棉机水平摘锭淬火过程热力耦合仿真分析

采棉机水平摘锭在淬火过程中所产生的热应力对水平摘锭的力学性能有很大影响,对水平摘锭进行淬火过程热力耦合仿真分析可以为水平摘锭的国产化提供理论基础和技术支持。本研究结合热传导理论、弹性力学变分原理及热应力理论,综合考虑了20CrMnTi钢热物性参数的非线性问题以及对流换热的影响条件,通过ABAQUS软件对水平摘锭淬火过程进行了瞬态热力耦合数值模拟。研究结果直观反应了淬火过程中水平摘锭的温度场随时间变化的分布情况以及应力应变的危险区域。本研究对水平摘锭的热处理工艺的优化具有很重要的指导意义。     

预测长圆柱体淬火残余应力的有限元方法

利用伴随相变的热弹塑性本构方程及热传导方程，推导了计算热处理过程瞬态温度场和内应力的有限元列式。利用一组不同温度水平下的高温拉伸实验来确定本构方程中的材料参数及其随温度的变化。依据上述理论及数据预报了１Ｃｒ１３钢圆柱体在淬火过程中的瞬时内应力和残余应力分布。残余应力计算值与实验测定值比较，结果令人满意。     

热冲击对耦合工况下的薄壁容器失效影响分析

以承受低频高温热冲击和压力载荷的某失效薄壁容器为研究对象,使用直接耦合模型,采用温度相关的材料模型,应用有限元法,计算了容器的瞬态温度场和应力场响应,并分析了温度载荷对其失效的影响.研究表明:容器截面节点温度响应具有明显的热冲击特征.热冲击产生较高的内壁温度和较大的瞬时温度梯度;热冲击导致的瞬时峰值热应力明显高于内压产生的应力,周期性的耦合应力是导致容器开口孔处产生裂纹的主要因素.     

镁合金薄板快速铸轧过程有限元仿真研究

为了研究铸轧工艺参数对AZ31镁合金薄板快速铸轧过程温度场和热应力场的影响,基于铸轧区板坯的对称性建立了纵截面1/2的二维几何模型;选择了基于热弹塑性增量理论的热应力控制方程;采用大型通用有限元分析软件ANSYS对镁合金快速铸轧过程中的铸坯温度场和热-应力场进行了仿真分析,并就不同工艺参数(浇注温度、接触界面换热系数、铸轧速度)对铸坯温度和应力的分布及其相变区的影响进行了研究。仿真结果增强了对镁合金快速铸轧过程相变区温度变化和热裂产生机制的理解,为快速铸轧工艺参数的优化提供了依据。     

基于相变诱导塑性Satoh试验的有限元模拟

通过将相变诱导塑性应变增量引入到总应变增量的分解式中,建立了温度-组织-应力耦合计算的有限元模型.在此基础上,以9Cr1Mo钢作为研究对象,对其Satoh试验进行了有限元模拟,对温度-组织-应力耦合计算以及传统的热弹塑性计算结果进行了对比分析.结果表明,无论在应力的演变上,还是在残余应力水平上,两种计算得到的结果均存在较大差异.由于忽略相变的影响,热弹塑性计算得到的结果无法反映在相变过程中所发生的应力"松弛"现象,与实际结果偏差较大.准确地对焊接应力应变进行预测,需要通过温度-组织-应力耦合考虑相变的影响.     

铸件残余应力的消除

铸件在凝固冷却过程中,因温度下降而产生收缩和发生相变,如收缩和相变受到阻碍,便会在铸件中产生铸造应力.铸造应力按其形成原因可分为热应力、相变应力和机械阻碍应力3种.其中热应力是铸件内残余应力的主要部分.