發(fā)布時間：2020-04-26 10:37

【摘要】：熱鍛是工業(yè)上獲得良好機械性能工件的重要加工方式之一。大鍛件更是國家核電、火電等核心技術(shù)裝備的重要組成部分,其生產(chǎn)水平在一定程度上反應(yīng)了一個國家的工業(yè)競爭力。數(shù)值模擬技術(shù)在熱鍛領(lǐng)域尤其是大鍛件鍛造領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)極其重要的位置。溫度場模擬是熱鍛過程數(shù)值模擬中的重要環(huán)節(jié),而接觸換熱系數(shù)又是溫度場數(shù)值模擬中的重要參數(shù)之一。因此,提出一種方法來測試獲得合理的固體接觸換熱系數(shù),為熱鍛數(shù)值模擬提供基礎(chǔ)參數(shù),從而優(yōu)化加工工藝就顯得十分有意義。通過分析熱鍛過程中模具溫度場特點,基于能量守恒定律,本文新提出了一種能測量高溫、存在塑性變形條件下固體接觸換熱系數(shù)的理論方法,然后以方法為基礎(chǔ),設(shè)計制作了一套能實測在不同接觸條件下的固體接觸換熱系數(shù)的裝置,并開發(fā)了配套的溫度采集和數(shù)據(jù)后處理軟件,達到了能實時測量、顯示、存儲溫度數(shù)據(jù),且利用該數(shù)據(jù)能迅速反算接觸換熱系數(shù)的目的。本文設(shè)計了合理的實驗方案,并利用本測試系統(tǒng)來測試H13鋼分別與SA508-3鋼、45鋼、Q235鋼在多組不同初始界面溫度、接觸載荷下的接觸換熱系數(shù)。研究實測結(jié)果發(fā)現(xiàn):接觸換熱系數(shù)隨著接觸載荷的增大而增大,初始溫度對其影響較小,并以冪函數(shù)形式擬合了接觸載荷與固體界面接觸換熱系數(shù)之間的關(guān)系,吻合程度較好,且冪指數(shù)一般處于0.7~0.99之間,并分析了界面初始溫度對冪指數(shù)x的影響,此反應(yīng)了溫度對接觸換熱系數(shù)的影響程度。最后得出結(jié)論:在高溫下(900℃以上),且存在塑性變形時,接觸載荷比初始溫度對固體界面接觸換熱系數(shù)的影響更為明顯。最后,采用了其中一組實測溫度數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬數(shù)據(jù)進行了對比,發(fā)現(xiàn)吻合程度較好,說明了本測試系統(tǒng)具有較好的精度與可靠性,在工業(yè)上有一定的實用價值。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG315

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本文編號：2641411