分享到:

材料热处理过程的数值模拟

借助电子计算机将材料学、传热学、弹塑性力学、流体力学和数学等多学科的理论知识加以集成,建立定  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2002-08-05
大连理工大学
大连理工大学

数值模拟技术在金属材料固态加工中的应用

随着计算机科学、有限元及有限差分方法的发展,可以建立适当的理论模型,描述材料固态加工及热处理的物理过程。然后,采用有限元及有限差分法对这些物理过程的温度场、应力场、应变场、微观组织场等进行精确的定量数值模拟计算。只要通过少量的实验验证理论模型及数值模拟计算的准确性,就可以利用计算机对大量的实际材料固态加工及热处理过程进行准确的数值模拟。这样就实现了基于计算机数值模拟的虚拟材料固态加工及热处理过程。通过大量的计算机数值模拟计算,可以建立材料固态加工及热处理工艺参数与材料固态加工及热处理后性能的定量关系。这些数值模拟计算结果可以用于优化材料固态加工及热处理工艺参数。论文主要包括以下内容:建立了船用钢板激光弯曲成形过程的热弹塑性力学模型。对船用钢板激光弯曲成形过程的温度场、应力场及应变场进行了数值模拟。研究了板材厚度、板材宽度、激光功率和激光扫描速度对激光弯曲成形最终弯曲角度的影响。进行了钢板激光弯曲成形实验,实测了钢板的温度及弯曲角...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

数值模拟技术在燃气轮机零部件锻造及热处理过程中的应用

随着现代科学技术的发展,对机械零件性能和可靠性的要求越来越高。而锻造和热处理作为重要的材料固态热加工工艺,对零件的性能起着至关重要的作用。由于锻造和热处理工艺自身的复杂性,长期以来,对锻造和热处理过程的研究主要是建立在实验和经验公式基础上。对于复杂的工艺和模具设计,往往需要多次反复实验,甚至返工和报废,这样无疑要造成产品成本的增加和生产周期的延长。随着有限元方法的改进和计算机软硬件的飞速发展,数值模拟的精度和效率大大提高,使得有限元法成为研究锻造和热处理过程的重要手段。通过对锻造和热处理过程进行数值模拟分析,可以得到工件内部的应力应变场和温度场的分布规律,预测成形过程中可能出现的缺陷,从而可以为设计者进行工艺分析提供科学依据,优化工艺设计。本文采用有限元数值模拟的方法对重型燃机和航空发动机中某些零部件的锻造及热处理过程进行了研究,获得了各种场量的分布规律,预测了成形过程中的缺陷,并且在此基础上对工艺参数进行了优化。主要研究内容和...  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京科技大学
北京科技大学

冷轧高强钢板带热处理过程板形变化规律研究

高强度钢在建筑、交通、桥梁、船舶、工程机械、输油气管道、大型塔架结构以及国防装备等众多领域具有广泛应用前景。冷轧高强钢板带热处理过程的板形问题是制约其进一步提高质量的主要生产技术难题。因此,本文依托国家自然科学基金面上项目“超高强度钢板平整与矫直加工过程残余应力控制的基础研究”,对有初始板形缺陷冷轧高强钢板带热处理过程的板形变化规律进行研究,揭示热处理过程板形演变机理,获得热处理过程的板形变化规律,提出高强钢板带热处理过程板形控制策略,为冷轧高强钢板带热处理生产工艺优化提供理论支持。本文的主要内容和研究成果如下。(1)对DP780钢和22MnB5钢进行了等温拉伸实验,建立了一种耦合应变硬化效应和温度软化效应的改进Johnson-Cook本构模型,将该本构模型进行数值实现并基于ABAQUS软件进行了数值模拟,对典型拉伸实验过程进行建模及仿真再现,模拟结果与实验结果吻合较好。(2)建立以上两种高强钢考虑应力影响的相变动力学及相变塑性...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

30Cr2Ni4MoV钢低压转子热处理工艺的研究

30Cr2Ni4MoV钢大型低压转子是AP1000百万千瓦级核电机组的关键部件。本文围绕低压转子热处理工艺的制订,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、热模拟试验、力学性能测试等方法,研究了30Cr2Ni4MoV钢的TTT、CCT曲线和相变动力学,详细分析了该钢在不同等温温度及冷却速度下的组织演变规律,阐明了组织转变的复杂性;并通过热膨胀法、排水法、差示扫描量热法、激光脉冲法等手段,建立了包括30Cr2Ni4MoV钢的相变动力学、热物理性能和力学性能的数据库。运用数值模拟与物理模拟相结合的方法,预示了多次正火工艺各个阶段转子心部的晶粒变化过程,并探讨了在大型低压转子上采用该工艺的可行性;提出了基于部分珠光体转变的等温预处理细化晶粒新方法。采用温度-相变-应力/应变耦合的数学模型模拟并分析了低压转子热处理过程中的温度、相变和应力演变,为直径1768mm和2826mm两种典型低压转子制订了锻后热处理和性能热处理工艺,并结合生产试制结...  (本文共273页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京科技大学
北京科技大学

Q&P高强度钢板热处理过程板形演变规律研究

淬火-分配钢,也称Q&P(Quenching and Partitioning)钢,通过对冷轧碳硅锰钢的淬火及碳分配热处理(也称Q&P热处理)工艺实现了常温组织大部分为马氏体同时有一定量残余奥氏体,是一种具有TRIP效应的高强高韧钢,属于第三代先进高强钢,具有广阔应用前景。在Q&P钢生产中,板形问题始终是其面临的主要技术质量难题之一。本文针对国内刚投产的QP980高强钢进行实验研究建立其热弹塑性本构模型,并通过建立Q&P钢热处理全过程的温度场、组织场、应力应变场的三场耦合有限元模型,仿真研究两种常见冷轧板形缺陷在Q&P热处理中的演变过程,揭示热处理各阶段板形变化的机理与热处理工艺影响板形的规律,提出相应板形调控策略,为Q&P钢热处理过程工艺优化提供理论支持。本文主要工作及结论如下。(1)以国内典型Q&P高强钢——QP980钢为例进行热处理全过程物理模拟研究,提出一种耦合温度及时间影响的类蠕变应变方程用以描述材料在Q&P热处理分配...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>