基于改进集中热容法的Mg-Gd-Y-Zr-Ag变形镁合金表面换热系数求解方法 |
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引用本文: | 袁忠禹,吴运新,龚海,张涛,谢秋敏,彭顺理.基于改进集中热容法的Mg-Gd-Y-Zr-Ag变形镁合金表面换热系数求解方法[J].中南大学学报(自然科学版),2023(4):1281-1289. |
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作者姓名: | 袁忠禹 吴运新 龚海 张涛 谢秋敏 彭顺理 |
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作者单位: | 1. 中南大学轻合金研究院;2. 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室;3. 中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心;4. 中南大学机电工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51975596);;高性能复杂制造国家重点实验室自主课题(ZZYJKT2020-13)~~; |
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摘 要: | 表面换热系数作为淬火数值模拟过程的重要边界条件,其求解精度直接影响温度场、热应力场的演变规律。实验通过设计矩形淬火探头并进行单面水浴淬火,根据热电偶记录的温降数据,采用改进的集中热容法对Mg-Gd-Y-Zr-Ag变形镁合金进行表面换热系数的求解。研究结果表明:表面换热系数呈现先增大后减小的趋势且水浴淬火过程存在蒸汽膜沸腾阶段、二次形核阶段以及对流换热阶段3个阶段,在第27秒时表面换热系数达到峰值2 496.31 W/(m2·℃),此时淬火面温度为211℃。用此方法计算得到的随温度变化的换热系数以列表的形式代入Abaqus有限元模型的相互作用模块,同一深度处仿真温度与实测温度最大相对误差为15%,平均相对误差仅为6%;采用K-S双样本分布检验对仿真与实验的温度曲线进行分布检验,在合适的显著性水平下4个样本的统计量均不在拒绝域内,验证了改进的集中热容法用来求解水浴淬火过程中表面换热系数的正确性。
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关 键 词: | 变形镁合金 表面换热系数 水浴淬火 集中热容法 数值模拟 |
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