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《武汉大学》 2005年
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几种钢材淬火过程计算机数值模拟优化的研究

冯晓丹  
【摘要】:本文基于传热学和相变学的基本原理,采用有限单元法、淬火组织临界冷速的P.Maynier模型和淬火硬度模型等,对T8钢和45钢的圆柱形试样及P20大型塑料模块的淬火冷却过程进行了计算机仿真计算。文中着重模拟预测了它们的三维淬火瞬态温度场、相组织场及硬度场等。并通过淬火温度场的实验测试、淬火金相组织观察、硬度的测定及与已发表文献数据进行比较等方法,对模拟结果进行了验证。 本文的淬火温度场数学模型考虑了试样材料热物性参数和淬火介质换热系数的非线性,包含了相变潜热与温度场的耦合计算,并用ANSYS中的ADPL语言对试样编制了相应的计算程序。试验表明,对一般钢种来说,700℃时试样各点的冷却速度主要取决于至水冷端的距离,而与钢的化学成分关系不大;另外,其对淬火组织场、硬度场的形成极为关键。为此本文在Excel软件基础上,对ANSYS中导出的数据分别用分段曲线拟合及求导等数学方法进行了处理。为提高模拟精度及节省计算时间,本文采用了对模型表面单元格细分及变时间步长等方法。结果表明,试样温度场、组织场和硬度场的计算值与实测值符合较好。 实际工件淬火过程的温度场和组织等的计算机仿真内容极为庞大和复杂,还有大量的问题岑待解决。本文为今后这方面的研究打下了基础。随着各种材料热物性参数的完善、ANSYS网格划分的优化及定义余量方面的正确处理,将进一步提高模拟过程的准确性。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG161

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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1 张斌;压电双晶片型微位移放大机构研究[D];河南理工大学;2010年
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【同被引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴涛;淬火碳钢温变形流变行为与微观组织演变研究[D];燕山大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 刘臣;渗碳合金钢强烈淬火组织与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 张清华;低碳合金钢强烈淬火强韧化机理研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 骆新根;冷辗扩环件热处理组织性能的实验研究[D];武汉理工大学;2008年
5 余延庆;切片刀用81031钢的热处理及其性能研究[D];重庆大学;2008年
6 李志明;Hf、B合金化及热处理对TiAl基合金组织的影响[D];哈尔滨理工大学;2008年
7 安丽乔;60Si2CrVAT弹簧钢疲劳性能研究[D];大连交通大学;2008年
8 胡跃均;新型不锈钢刀剪材料的研发[D];重庆大学;2008年
9 宋锐;3Cr2W8V热作模具钢高温磨损行为的研究[D];江苏大学;2009年
10 刘宝;热处理工艺对离心铸造WC/钢复合材料组织性能的影响[D];合肥工业大学;2009年
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