偏心环淬火过程的模拟操作与结果分析

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1、9.8淬火处理9.8.1实验目的①熟悉模拟软件DEFORM-HT的使用方法和操作技能。②掌握零件热处理模拟的基本设置过程与结果的初步分析。9.8.2实验原理金属材料的热处理是一个相当复杂的过程，淬火过程中试件的温度场、应力场及组织场的动态分布难以通过实验工具进行实吋检测。随着计算机技术的发展，计算机数值仿真已成为材料热处理技术的重要辅助分析工具。对淬火过程进行计算机仿真，通过调整试验参数实现对试验条件的调控，探索出新工艺，能够掌握各种淬火工艺对零件性能的影响规律，实现通过工艺调整和参数控制使热处理后零件的组织场、应力场和变

2、形分布等最合理，从而达到提高零件使用寿命的最终目标。吋，将计算机数值仿真技术运用于热处理过程的工艺规划、组织预测和性能评佔，能够奋效地优化热处理工艺方案，使工艺更加高效合理。DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其和关的各种成形工艺和热处理工艺，主要模块包括DEFORM-2D、DEFORM-3D、DEFORM-F2、DEFORM-F3以及DEFORM-HT等。其中，DEFORM-HT能分析热处理过程，包括：硬度、晶相组织分布、扭曲、残余应力、含碳量等。能够模拟复杂的材料流动特性，自动进行网格重划和插

3、值处理，除变形过程模拟外，还能够考虑材料和变、含碳量、体积变化和和变引起的潜热，计算出马氏体体积分数、残留奥氏体百分比、残余应力、热处理变形和硬度等一系列相变引发的参数变量。9.8.3实验设备与材料安装有DEFORM软件的个人计算机9.8.4实验内容与步骤实验内容为偏心环淬火过程的模拟操作与结果分析，其基本步骤如下。9.8.4.1创建一个新问题(1)选择开始->所冇程序->DEFORMvlO.O->DEFORM3D,进入DEFORM3D的主窗Ul;(1)选择选项，建—个新的冋题，沖命名力HEAT_TREAT_Ring,然后

4、单击按钮；9.8.4.2基本设置在Initialization窗II，将Unitsystem中的单位选择力同际单位制(SI)，勾选Deformation和Phasetransformation复选桐，然后申•击_Xext>

5、按钮。9.8.43导入工件及划分网格在Geometry窗U，点选Importfromageometry,keyor.DBfile选项，选择从文件导入工件，然后单击按钮，找到HEAT_TREAT_RingGeo文件夹屮的Ring_Geo.STL文件，单击打开(0)按钮导入，导入的零件为偏心环零件的1/4

6、模型。在GenerateMesh窗口，网格数输入10000,结构表面层数设为1,厚度模式(Thicknessmode)点选比率模式(Ratiotooveralldimension),层厚度值为0.01，如图1所示，然后单击

7、，按钮生成网格，划分完成网格的工件如图2所示。5HeatTreatmentWizardXCen«rat€M+sh[✓Generate=*sh

8、y从材料数据库屮与入材料，单击>

9、按钮调出Materiallibrary窗口，在Category中选择Steel,在Materiallabel中找到45#钢AISI-1045machining(ERCwithtransdata),然后点击kad

10、按钮导入材料,如图3所示。9MaterialLibrary?XAlxaninun▲A.S.-IU^O^COLD..A1.BetakaterialsA：S：-1035；1300-2000F(700-1100C>：―1CancelDie_=aterialAISI-1035.(700-1

11、100C)_IOtherAZSZ-1043,COLO；70-200F(20-100C)jStainlesssteA：s：-I043：l300-2000F(700-I：00c)：Steelj~iSt。。：at£xt«A：S：-lO45aiachinirffE5O■SaperalloyAZSZ-1045(ERC)TitaniuBAISZ-1045:Wachinir.gToolMateria：AISI-1045,COU>：70F(20C)jjJlU±J」•jJ»CotugoryMatoriallabolHeatTreatment

12、WizardWorkpiecexr.xtxaLizatioc-獻tur會(•Unifora广Xon—oniforsC^on*tinitialxso

13、S40C「AtoaCUn:ferrC^r.—jr.ifon:(•-Jdf*UniforKPhaseVol.Frac.CXon-unifonx1Austonx