复杂陶瓷件烧结过程温度场数值模拟及仿真.pdf

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1、2004年8月北京航空航天大学学报August2004第30卷第8期JournaiofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVoi.30No.8复杂陶瓷件烧结过程温度场数值模拟及仿真汪苏陈佳李建明（北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100083）摘要：随着陶瓷应用领域的不断扩展，对其品质要求也越来越高.而传统的设计工艺与制造过程是相分离的，到最终生产工艺的定型需要大量的反复修改.为解决传统陶瓷设计工艺只能依靠经验的现状，节约成本，缩短生产周期，故开发了复杂陶瓷零构件烧结过程计算机仿真软件.首先借助传热学原理来建立温度场模型，其次借

2、助有限差分法处理温度场模型，编写出此仿真模拟软件的核心计算代码，从而实现了复杂陶瓷零件和组合构件烧结过程中温度场的模拟仿真.关键词：烧结；温度场；陶瓷；计算机仿真中图分类号：TB24；TF1.24.5文献标识码：A文章编号：1001-596（52004）08-0787-04StudyonthesimulationofthetemperaturefieldofsinteringcomplexceramicspartsWangSuChenJiaLiJianming（SchooiofMechanicaiEngineeringandAutomation，BeijingUniversityofAer

3、onauticsandAstronautics，Beijing100083，China）Abstract：Astheappiiedfieidsofceramicseniarged，theguaiityoftheceramicspartswasneededhigherandhigher.However，thedesigningandthemanufacturingoftheceramicspartswereseparated，andthedesigningreso-iutionhadtobeamendedmanytimesbeforeitbecamethefinairesoiution.In

4、ordertosoivetheprobiemthatdesign-ingceramicspartshastodependoneXperience，tosavethecostandtoshortenthemanufacturingtime，thesimuia-tionsoftwareonthetemperaturefieidofsinteringcompieXceramicspartswasdeveioped.First，theformuiaoftem-peraturefieidwasfoundedonthebasisofthediathermanoustheory.Second，theFi

5、niteDifferenceMethodwasusedtodeaiwiththeformuiaoftemperaturefieidandmakethecorecodeofthissoftwareforcaicuiating，thusthesimuia-tionofthetemperaturefieidofsinteringcompieXceramicspartsandcombinedcomponentwasreaiized.Keywords：sintering；temperaturefieid；ceramics；computersimuiation随着陶瓷材料的不断发展，其应用领域不断采用

6、新的产品开发模式和技术来改变这种局面.扩大.陶瓷材料具有耐磨、耐高温等特点，在飞机随着计算机技术的发展，陶瓷制造技术发生了很制造中许多关键零件采用陶瓷件替代金属材料.大变化，采用计算机仿真技术对陶瓷生产过程进复杂陶瓷件形式多样、结构复杂，如果工艺参数选行仿真，可以对生产工艺选择的合理性进行验证，择不当，会造成裂纹等缺陷.因此，对其品质有极而且还可以优化生产工艺、减少损失、缩短开发周高的要求，相应的复杂陶瓷件材料和制造工艺过期、提高产品质量等.程控制便十分重要.复杂陶瓷件属于陶瓷制品，传复杂陶瓷件的生产过程主要由坯体成型、干统陶瓷制造技术的产品设计过程和制造过程相分燥和烧结3部分组成.其中坯

7、体成型是将坯料加离，使得从产品设计开始到生产工艺的定型需要工成为有一定形状和尺寸的半成品；干燥是排除大量的反复修改，依靠“经验+试验”方法制订工生坯中的水分，属于物理变化过程；烧结是通过高艺.这些成为阻碍陶瓷技术发展的瓶颈，迫切需要温处理，使坯体发生一系列物理化学变化，形成预收稿日期：2003-04-24作者简介：汪苏（1959-），男，北京人，教授，seapig59@163.com.788北京航空航天大学学报2004年