高壓氣淬作為一種“綠色熱處理”技術(shù),以其無(wú)氧化、清潔高效等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸成為一種主導(dǎo)工藝。由于高壓氣淬過(guò)程中氣體流動(dòng)的復(fù)雜性,更加快速均勻的淬火技術(shù)尚未達(dá)到,無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足冷卻速度和冷卻均勻性的要求,容易出現(xiàn)工件變形大、同爐不同硬度的情況。本文以圓周?chē)娮煨透邏簹獯銧t為研究對(duì)象,對(duì)其高壓氣淬過(guò)程進(jìn)行分析,利用數(shù)值模擬方法,從工藝參數(shù)和風(fēng)道結(jié)構(gòu)方面提升典型工件淬火效果。分析了高壓氣體淬火過(guò)程中的氣體流動(dòng)與傳熱特點(diǎn),確定了高壓氣淬過(guò)程數(shù)值模擬的邊界設(shè)置條件。應(yīng)用Fluent軟件對(duì)高壓氣體淬火過(guò)程中的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過(guò)風(fēng)速、溫度測(cè)量等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬值基本相符,誤差在15%以?xún)?nèi),證實(shí)了模型的準(zhǔn)確性和可靠性,為后續(xù)模擬優(yōu)化提供基礎(chǔ)。本文從冷卻速度和冷卻均勻性?xún)蓚�(gè)角度建立了淬火效果評(píng)價(jià)體系,通過(guò)單一變量控制法研究了不同氣淬工藝參數(shù)對(duì)淬火效果的影響,得到氣淬工藝的一般規(guī)律:增大淬火壓力和流速都能提高工件冷卻速度,但同時(shí)在一定程度上會(huì)降低冷卻均勻性,還需要綜合經(jīng)濟(jì)因素和淬火效果選定合適的工藝參數(shù)。通過(guò)國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)表明,風(fēng)道結(jié)構(gòu)中噴嘴數(shù)量、噴嘴直徑和風(fēng)管數(shù)量對(duì)淬火效果都有重要影...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)
第2章 高壓氣淬過(guò)程流動(dòng)與傳熱分析及其數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 高壓氣淬流動(dòng)分析
    2.3 高壓氣淬傳熱分析
    2.4 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)在高壓氣淬模擬中的應(yīng)用
        2.4.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)概念
        2.4.2 k-ε雙方程模型及其求解方法與步驟
    2.5 本章小結(jié)
第3章 流場(chǎng)及溫度場(chǎng)模擬與驗(yàn)證
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模擬基本步驟及軟件介紹
    3.3 高壓氣淬爐流場(chǎng)模擬及試驗(yàn)驗(yàn)證
        3.3.1 流場(chǎng)模擬
        3.3.2 流場(chǎng)風(fēng)速測(cè)量
        3.3.3 模型驗(yàn)證
    3.4 高壓氣淬爐溫度場(chǎng)模擬及試驗(yàn)驗(yàn)證
        3.4.1 溫度場(chǎng)模擬
        3.4.2 溫度測(cè)量
        3.4.3 模型驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氣淬工藝參數(shù)及噴嘴布局對(duì)氣淬效果影響
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值模擬方案
    4.3 模型建立及邊界條件設(shè)置
    4.4 氣淬壓力對(duì)氣淬效果的影響
    4.5 流體速度對(duì)氣淬效果的影響
    4.6 工件排列對(duì)氣淬效果的影響
    4.7 噴嘴布局對(duì)氣淬效果的影響
    4.8 本章小結(jié)
第5章 基于響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 響應(yīng)面法介紹
        5.2.1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)模型分類(lèi)
        5.2.2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)的一般步驟
    5.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
        5.3.1 設(shè)計(jì)變量
        5.3.2 目標(biāo)函數(shù)
        5.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    5.4 構(gòu)建模型及檢驗(yàn)評(píng)價(jià)
        5.4.1 響應(yīng)面模型構(gòu)建及檢驗(yàn)
        5.4.2 響應(yīng)面圖及等高線圖
    5.5 風(fēng)道結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況



本文編號(hào)：3748191