300m钢激光相变硬化温度场的数值模拟

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1、摘要300M钢是一种新型超高强度钢，主要用于飞机起落架等关键受力部件。通过激光相变硬化技术可以提高材料表面的综合性能。目前，在实践中仍主要依靠试验和经验来获得激光工艺参数。300M钢的激光相变硬化的数值模拟，对合理制定工艺参数有着重要意义。本文对300M钢激光相变硬化过程的传热行为和力学行为进行全面的分析，应用激光相变硬化热力耦合模型，采用有限元法对激光相变硬化过程的温度场和应力场进行了计算。研究了温度场和应力场的分布规律，从激光相变硬化机理的角度分析了瞬态应力场的分布。分析了激光工艺参数、试样的厚度以及试样边界对温度场的影响，结果表明试样厚度和底面边界条

2、件对小厚度试样影响显著，激光工艺参数决定了试样表面峰值温度、温度梯度的分布以及硬化层的深度。关键词激光相变硬化数值模拟温度场应力场Abstract300Msteelisakindofnewsteelwithextremelyhighstrength，mainlyusedinkeystrength—bearingparts，suchasundercarriageofaplane．Bymakinguseofthetechniqueoflaserphasetransformationhardening，thecomprehensiveperformanceoft

3、hesurfaceofamaterialCanbeimproved．Atpresent，theparametersoflaserprocessingarechosenmainlybyexperimentandthrou曲experience．Numericalsimulationinlaserphasetransformationhardeningprocessfor300Missignificantforoptimizingparametersoflasertransformationhardening．Inthisarticle，thewriteran

4、alyzes，inallaspects，thermalconductionandmechanicsintheprocessoflasertransformationhardeningfor300Msteel，seaingupthermalcouplingmodelsforlasertransformationhardening，andadoptingthelimited—mentionlawtocalculatetemperaturefieldandstressfieldintheprocessoflasertransformationhardening．

5、Thewriteralsoanalyzesthedistributionlawoftemperaturefieldandstressfield，andanalyzesthedistributionoftheshort—periodthermalstressfieldsfromtheaspectoflasertransformationhardeningprocess．Bystudyinglaserparameters，thicknessofsamplesandtheinfluenceofsamplebordersontemperaturefield，the

6、writerfindsthatthethicknessofsamplesandbordersofbottomsidehaveagreateffectonsamplesofsmallthickness．LaserparametersCandecidesamples’peaktemperatureonthesurface，thedistributionoftemperaturegradsandthedepthofhardeninglayer．Keywordslaserphasetransformationhardening，numericalsimulatio

7、n，temperaturefield，stressfield-lI—第1章绪论1．1引言起落架是飞机起飞、着陆系统，对飞机的性能和安全起着十分重要的作用。我国飞机起落架制造已有50年的历史。随着航空工业的发展，飞机起落架制造工艺发展很快，越来越多的先进工艺被起落架制造厂家采用，极大地促进了飞机起落架制造水平的提高。近年来，我国起落架专业化制造厂己成功地将引进的新技术和新工艺用于新机起落架研制生产、空客飞机起落架零件的转包生产以及波音飞机起落架的修理任务中。目前，经过大规模的技术改造，其制造工艺、加工、检测手段逐步完善，已基本具备了研制和生产现代飞机起落架的

8、能力。作为飞机上的关键受力部件，制造起落架的材料要求具有很高的强度