本文關(guān)鍵詞：基于傳熱模型的大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測研究

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【摘要】：大型軸類鍛件作為礦山、石油化工、核電以及發(fā)電廠等眾多能源安全領(lǐng)域所必需的核心部件,對其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越為苛刻,伴隨著我國工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程的迅速發(fā)展,大型軸類鍛件的鍛造水平已然成為國家科技實(shí)力與工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。在大型軸類鍛件生產(chǎn)過程中,鍛件溫度場不均勻?qū)?huì)導(dǎo)致鍛件內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力,鍛件熱應(yīng)力的存在直接影響鍛件質(zhì)量、塑性、沖擊韌度和強(qiáng)度等,鍛件內(nèi)部過大的熱應(yīng)力甚至?xí)斐慑懠䦂?bào)廢,故鍛件內(nèi)部熱應(yīng)力是影響鍛件質(zhì)量的重要因素。因此,掌握大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力的變化規(guī)律,對于鍛造工藝的準(zhǔn)確實(shí)施以及鍛件質(zhì)量的提高具有重要意義。本文在非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)理論和熱彈性力學(xué)理論的基礎(chǔ)上,對大型軸類熱態(tài)鍛件生產(chǎn)過程中的熱應(yīng)力進(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下所示:首先,基于非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)理論,建立大型軸類鍛件的熱傳導(dǎo)方程,并給出求解鍛件熱傳導(dǎo)方程的定解條件。通過分析大型軸類熱態(tài)鍛件的傳熱規(guī)律,建立鍛件冷卻過程中的傳熱模型,并應(yīng)用分離變量法對模型進(jìn)行求解,獲取該鍛件溫度場,為建立大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測模型奠定了理論基礎(chǔ)。其次,基于鍛件生產(chǎn)過程中的熱應(yīng)力學(xué)相關(guān)理論,推導(dǎo)鍛件材料的熱彈性本構(gòu)方程。在建立的大型軸類熱態(tài)鍛件傳熱模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合熱彈性力學(xué)理論建立大型軸類熱態(tài)鍛件的熱應(yīng)力檢測模型,并對模型進(jìn)行求解。最后,在有限元軟件中建立大型軸類熱態(tài)鍛件的傳熱和熱應(yīng)力模型,并進(jìn)行有限元仿真,將仿真結(jié)果與MATLAB軟件求解得到的模型解析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,驗(yàn)證本文建立的大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測模型的可行性。
【關(guān)鍵詞】：大型軸類熱態(tài)鍛件 傳熱模型 熱彈性力學(xué)理論 熱應(yīng)力檢測 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG316
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 大型鍛件熱應(yīng)力檢測的發(fā)展現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 大型鍛件熱應(yīng)力概述11-12
• 1.2.2 大型鍛件熱應(yīng)力檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 大型軸類熱態(tài)鍛件傳熱模型18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 熱傳導(dǎo)基本理論18-24
• 2.2.1 熱傳導(dǎo)方程18-22
• 2.2.2 熱傳導(dǎo)方程的定解條件22-24
• 2.3 大型軸類熱態(tài)鍛件傳熱模型24-27
• 2.3.1 大型軸類熱態(tài)鍛件傳熱模型的建立24-25
• 2.3.2 大型軸類熱態(tài)鍛件傳熱模型的求解25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測模型29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 熱應(yīng)力基本理論29-32
• 3.3 大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測模型32-39
• 3.3.1 大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測模型的建立32-36
• 3.3.2 大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測模型的求解36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 仿真實(shí)驗(yàn)研究40-55
• 4.1 引言40
• 4.2 大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力的有限元分析40-43
• 4.2.1 ANSYS軟件概述40-41
• 4.2.2 大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力仿真分析41-43
• 4.3 大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測模型的驗(yàn)證43-54
• 4.3.1 大型軸類熱態(tài)鍛件傳熱模型的驗(yàn)證43-47
• 4.3.2 大型軸類熱態(tài)鍛件熱應(yīng)力檢測模型的驗(yàn)證47-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果61-62
• 致謝62

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本文編號(hào)：559472