热处理过程中温度、组织转变和应力的计算机模拟技术

热处理过程是温度、组织转变和应力三方面相互作用的复杂过程,用ＨＴＣＳ技术可以真实、高效地反映热处理过程中各种变化的规律。随着ＨＴＣＳ技术的进一步发展和应用,热处理将摆脱凭经验和粗略定性估算进行生产的落后状态,向着精确预测和严格定量控制的方向发展。     

基于计算机模拟技术探究风电主轴热处理过程

基于计算机模拟技术,对42CrMo4合金钢风电主轴热处理过程进行了有限元模拟,对热处理过程中温度场、应力场、相场及硬度场的变化进行了分析。模拟结果表明,水淬过程会产生较大应力,最大应力为354 MPa,回火能够降低由水淬产生的应力,对应的最大应力降低到119MPa;主轴水淬后获得马氏体量占比约为10%,最高硬度达到50.9 HRC,其硬度的增加和马氏体含量成正比;经过高温回火,马氏体可以转变为回火索氏体,硬度降为30 HRC;主轴经热处理后最终的组织为珠光体+贝氏体+回火索氏体+铁素体,硬度范围为26.8～30 HRC,证明可以用计算机模拟技术预测大型锻件热处理结果,为制定热处理工艺提供理论依据。     

热处理数学模型与计算机模拟

热处理计算机模拟是热处理智能化的基础。采用三维非线性有限元模型和界面条件突变的处理方法实现了几种复杂形状零件在复杂的淬火操作过程中温度场、相变、应力和应变的模拟，模拟结果与实测结果基本相符。将气体渗碳的计算机模拟与计算机控制技术相结合，研制成功智能型密封多用炉自动生产线，已处理渗碳件3 000炉次以上，全部合格。计算机模拟技术的应用明显提高渗碳和渗氮零件的承载能力和可靠性，减少热处理变形，缩短渗碳时间。建议将机械产品的CAD、选材与热处理的CAE和产品可靠性的动力评估技术相结合，进行高可靠而又无冗余的产品设计。     

热处理工艺过程的计算机模拟

将计算机温度场有限元模拟方法引入热处理工艺设计,预测工件在热处理过程中的温度场变化情况,使热处理工艺的设计由经验型向科学计算型转变,以提高热处理工艺设计的科学性和准确性。     

热处理过程中温度测量技术及仪表的选用

就温度参数来说,测量的准确与否,直接影响到经过热处理工件的质量和工艺规范的实施。结合热处理工艺,对几种热处理设备的温度测量方法进行了探讨,提出了可以采用仪表的要求,对保证热处理工件的温度参数进行了分析和研究。     

自组织临界现象的计算机模拟

本文模拟了二维三角形格点上的连续状态变量的自组织临界现象，研究了自组织临界状态的特性，计算了相应的临界指数，并对其普适性加以讨论。     

双层组织织物计算机模拟的实现

在建立了双层组织织物计算机模拟模块的基础上,通过对双层组织织物模拟的实现,提出了双层织物计算机模拟的基本步骤,其中模拟的关键是模拟数组单元的制作。以表里换 层组织的模拟方法为例,探讨了在计算机模拟中,表里换层的实现方法。     

粗糙裂隙渗流及其受应力作用的计算机模拟

基于裂隙微小单元内立方定律成立的假定和有限元法，建立了粗糙裂隙渗流及其受应力作用的计算机模拟技术，通过数值模拟的手段，进行任意粗糙裂隙等效水力隙宽的确定，并考察应力作用对裂隙面渗流的影响，通过算例分析，研究了有接触面积的粗糙裂隙和张开裂隙的等效水力隙宽的表征方法。     

西线线沥青路面的荷载应力和温度应力分析

讨论了荷载和温度共同作用下半刚性基层沥青路面的应力和裂缝尖端的应力强度因子的有限元法，针对西安－三原一级公路模型进行了计算。根据计算结果，对西三线半刚性基层沥青路面的开裂机理进行了分析。     

斜齿轮啮合过程中载荷及应力分布的计算与模拟

针对实际工况的斜齿轮,提出了一种啮合过程中斜齿轮三维有限元模型的参数化表达方法,给出了模型的网格划分方法和边界丛载荷条件,并开发出了相应的计算机程序,对轮齿从啮入到啮出整个周期的载荷及应力的分布规律进行了计算和模拟。     

金属凝固显微组织的计算机模拟

应用计算机数值模拟技术研究金属凝固显微组织的形成规律是材料科学发展的重要前沿领域之一。文章对该领域的最新研究进展作了简要评述；重点介绍了作者发展的一个改进的MCA(modified cellular automaton)模型的特点以及应用该模型在合金凝固组织 数值模拟方面的一些主要工作。     

CPT玻壳在加热排气过程中温度应力的有限元法分析

建立了CPT玻壳温度应力有限元计算模型 ,用SAP 5P计算机程序对该玻壳体在加热排气过程中的温度应力进行了计算 ,得到了玻壳体在不同变温条件下温度应力的分布规律。指出了升、降温阶段玻壳炸裂的不同原因 ,为制定合理的升、降温生产工艺温度曲线 ,优化玻壳体结构设计等提供了依据。     

球墨铸铁共析转变组织的动态模拟

利用计算机模拟的方法，实现了球墨铸铁共析转变组织形成的动态模拟，用填充法形成球墨，用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法模拟铁素体的形成和篚。用覆盖法实现共析组织转变过程的动态模拟，并在给定的组织参数条件下显示出常温组织，为球铁显微组织的形成和热处理提供了控制依据。     

风成沙波发育过程的计算机模拟

用元胞自动机方法,对风成地貌进行了计算机模拟,得到的床面形态同实际的沙漠景观很相似.结果显示:沙纹,沙丘及沙山相互嵌套的结构是风沙系统在不同尺度上同时表现出来的具有分形几何特征的自组织行为,这说明风沙运动是一个典型的非线性动力学过程.     

计算机模拟材料组织结构的程序设计

介绍了将由分层切片技术得到的物体的一系列平面图形,转变成为与实际相符合的立体结构的模拟程序设计．通过在相邻截面间建立距离最小点之间的匹配关系,从而确定出物体的空间立体结构,使不能直接被观察的材料内部的立体信息可以直观地显现出来,为进一步研究、评测和设计材料的性能提供技术平台．     

45#钢零件感应热处理过程温度场的有限元模拟及组织研究

利用ANSYS有限元分析软件,对45#钢特定形状底盘零件感应加热、冷却的全过程进行了温度场的二维有限元模拟分析,进而利用工件冷却前后内部温度变化的模拟结果和45#钢的CCT曲线获得了冷却后工件内部组织分布情况.利用工业条件下的零件热处理实验对温度场和微观组织的模拟结果进行了验证,实验与模拟结果吻合良好.     

淬火温度对Ti2AlNb基钛铝合金组织和热疲劳寿命的影响

研究了淬火温度对Ti-22Al-27Nb粉末烧结合金的组织和热疲劳寿命的影响，结果表明，在试验条件下，热疲劳寿命与O相的形态有关；1100℃热处理状态下的合金，O相最为细小，热疲劳寿命最长。     

82B钢热轧过程中组织及演变计算机模拟

针对某高线车间的生产实际，对82B钢在热轧过程中的组织演变规律进行分析，预测了其晶粒尺寸的大小。在变形温度为900～1050℃、应变速率为0．1—25s^-1、单道次压下的实验条件下，研究了不同参数对临界应变的影响。