本文關(guān)鍵詞：H13熱作模具鋼感應(yīng)加熱循環(huán)過程的數(shù)值模擬

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【摘要】：基于熱作模具鋼熱疲勞試驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn),建立了H13鋼熱疲勞感應(yīng)加熱循環(huán)過程的多物理場耦合數(shù)值模型,研究了感應(yīng)加熱循環(huán)過程中試樣溫度的演變規(guī)律和應(yīng)力累積現(xiàn)象,并對(duì)試樣熱疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究表明,在感應(yīng)加熱循環(huán)過程中,試樣心表的溫度演變規(guī)律存在明顯差異。由于集膚效應(yīng)和試樣形狀的影響,加熱結(jié)束時(shí),最大溫差出現(xiàn)在試樣圓周面與小平面交界部位,約為210℃,最小溫差出現(xiàn)在試樣有效加熱區(qū)域的中心,約為85℃;隨感應(yīng)加熱循環(huán)次數(shù)增加,試樣的等效應(yīng)力和最大主應(yīng)力均呈現(xiàn)累積效應(yīng),尤其是試樣的拐角部位,經(jīng)20次循環(huán)后其等效應(yīng)力提高了6%,該處為熱疲勞主裂紋的形成和擴(kuò)展部位;結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果和應(yīng)變疲勞壽命預(yù)測(cè)模型,對(duì)H13鋼熱疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn),試樣熱疲勞壽命隨感應(yīng)加熱循環(huán)次數(shù)的增加而減小;模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合,表明本文建立的數(shù)值模型可為熱疲勞行為的研究提供新的方法和思路。
【作者單位】： 上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;高品質(zhì)特殊鋼冶金與制備國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家青年科學(xué)基金(51401117) 國家自然科學(xué)基金(51171104) 上海大學(xué)創(chuàng)新基金
【分類號(hào)】：TG142.45
【正文快照】： 在熱作模具使用過程中,由熱疲勞引起的表面裂紋是導(dǎo)致其失效的主要原因[1-2]。關(guān)于熱疲勞的研究可追溯到1838年,Duhamel[3]認(rèn)為加熱不均勻引起的應(yīng)力是材料失效主要原因,并建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型;1954年,美國航空航天局的Manson[4]和通用電氣公司的Coffin[5]提出了低周疲勞應(yīng)變壽

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1210718