一种基于ABAQUS对机械构件淬火瞬态温度场的仿真方法.pdf

《一种基于ABAQUS对机械构件淬火瞬态温度场的仿真方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、!Q：ScienceandTechnologyInnovationHerald学术论坛一种基于ABAQUS对机械构件淬火瞬态温度场的仿真方法①孙建香(烟台工程职业技术学院机电工程系山东烟台264006)摘要：以煤矿机械中的常见零件为例，通过使~Abaqus软件，采用热物性参数随温度变化的取值形式，对外形较为复杂的该零件的淬火过程进行了有限元计算，得到了该零件随淬火时间的瞬态温度场分布结果。关键词：煤矿机械淬火瞬态温度场中图分类号：TG156．34文献标识码：A文章编号：1674-098X(2014)Ol(b)-0225-021瞬态温度场的数学建模文为了严格控制计算精度，将物性参数设++=一)(

2、2)零件的淬火过程模拟是一个瞬态温度定为非线性量，即将热传导系数、比热容等在式(1)(2)中，、k、为x、场仿真的过程，故根据热力学原理，由能量值设为随温度值变化而变化的函数量。本Y、Z三个方向的热传导系数，P为材料的守恒定律~[1Fourier传热定律，零件的瞬态次试验所选用的试件为45钢，淬火液为水，温度场应满足传热分析的过程控制方程，密度，Q为零件内部热源强度值，C为为试件的热物性参数变化情况如表1、表2；f[1淬火的环境温度。即：表3N示。]+l]+昙[誓]+PQ=Pc,aT()2瞬态温度场仿真的参数设定3瞬态温度场模拟运算设定淬火过程的边界条件为第三类边在传统的瞬态温度场模拟时，为了

3、减小如图1所示，本次试验的试验零件为一界条件，即对流换热边界条件。将努曼方程计算规模，往往假定零件材料的物理参数煤矿机械中常用的非标件。其材料为45钢，给定热流密度，则该边界条件可用下式表为恒定不变值。但得到的仿真结果往往与实整体加热至850℃进行保温，待其奥氏体示：际测试得到的结果存在着一定的误差。本化充分后，放入20℃的冷却液(水)中进行淬火，模拟其淬火过程的温度场分布。3．1仿真前处理实体建模：由图1所给出的零件尺寸，在Abaqus软件的Part界面内完成零件的实体建模。为了保证运算正确，单位统一为mm。(2)赋予材料属性：根据实验[1】表明，45钢的密度随温度的变化而改变不大，故将其设

4、为常数。查机械材料手册，得其密度为7833kg／m3。由于未涉及残余压应力场的分析，故无需提供45钢的弹性模量和泊松比。其C、k、h的数据分别按照表1、表2和表3输入，以保证仿真结果的可靠性和真实性。图1非标件结构图表145钢的比热容随温升的变化情况}／℃1002003004005006007007558009001000c／·(堙·。c)]4804985245606157008541064806637602表245钢的热传导系数随温升的变化情况l／。c1002003004005006007007558009001000l--(0]45．5340．4438．1336．O234．1631．982

5、8．6625．1426．4925．9224．02表345钢的对流换热系数随温升的变化情况＼TC50100200300350400500600700800850200038006000135001400012500500042001500500300①作者简介：孙建香(1971．11一)，女，汉族，山东烟台人，讲师，硕士，研究方向是机械设计和制造研究。科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald225