發(fā)布時間：2017-06-22 12:13

  本文關(guān)鍵詞：多種常用鋼在不同淬火介質(zhì)中換熱系數(shù)的測算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 淬火介質(zhì)的換熱系被普遍認為是一個能夠客觀、直接地評價淬火介質(zhì)冷卻能力的參數(shù)，在計算機數(shù)值模擬的研究中，尤其是在對在瞬態(tài)溫度場、組織場、熱應(yīng)力場的模擬計算中，換熱系數(shù)又是一個必不可少的邊界條件。換熱系數(shù)的精確性能夠直接影響到數(shù)值模擬的計算結(jié)果，此外，對工件淬火后性能預(yù)測的可靠性也同樣有賴于淬火介質(zhì)換熱系數(shù)的準確性，，所以對常用鋼在不同淬火介質(zhì)中換熱系數(shù)的計算具有重要的實際意義。 本論文借助八種常用鋼(42CrMo鋼、GCr15鋼、T8鋼、20CrMnT鋼i、65Mn鋼、20CrMo鋼、45鋼和20鋼)在淬火冷卻實驗中得到的冷卻曲線，通過反傳熱方法計算得到了常用鋼在不同淬火介質(zhì)中的表面綜合換熱系數(shù)。論文在反傳熱計算過程中應(yīng)用了有限差分方程和非線性估算法，并且考慮到相變潛熱對瞬態(tài)溫度場的影響，還借助等溫轉(zhuǎn)變曲線、Scheil疊加原理和等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)原理建立了連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變模型，耦合了相變過程對溫度場的影響。 為了驗證計算得到的常用鋼在不同淬火介質(zhì)中淬火冷卻換熱系數(shù)的準確性，本文利用大型有限元軟件MSC．Marc作為模擬平臺，建立了淬火過程二維非線性有限元模型，模擬淬火過程中的瞬態(tài)溫度場，在模擬過程中以多種常用鋼在不同淬火介質(zhì)中的非線性表面綜合換熱系數(shù)為邊界條件，同時耦合了相變過程的影響。最后本文對常用鋼在不同淬火介質(zhì)中冷卻的瞬態(tài)溫度場的模擬值和實驗值進行了比較，結(jié)果表明：冷卻過程二維瞬態(tài)溫度場的模擬值與實驗值吻合得較好，從而證明了計算得到的表面綜合換熱系數(shù)的合理性。
【關(guān)鍵詞】：淬火介質(zhì) 換熱系數(shù) 反傳熱法 冷卻曲線 非線性估算法
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TG161
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-19
• 1.1 前言8-9
• 1.2 淬火介質(zhì)的傳熱過程及常用淬火介質(zhì)的種類9-10
• 1.2.1 淬火介質(zhì)的傳熱過程9
• 1.2.2 常用淬火介質(zhì)的分類9-10
• 1.3 淬火介質(zhì)冷卻特性的評定方法10-11
• 1.4 淬火過程的表面綜合換熱系數(shù)11-17
• 1.4.1 表面換熱系數(shù)的概念11-12
• 1.4.2 研究計算淬火過程表面綜合換熱系數(shù)的意義12
• 1.4.3 表面綜合換熱系數(shù)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4.4 計算淬火時表面換熱系數(shù)的方法14-16
• 1.4.5 表面換熱系數(shù)研究中存在的問題和展望16-17
• 1.5 MSC.Marc軟件簡介17
• 1.6 本論文的主要工作17-19
• 2 基本理論19-39
• 2.1 傳熱學(xué)基本理論19-25
• 2.1.1 熱傳導(dǎo)基本定律19-20
• 2.1.2 熱傳導(dǎo)過程的定解問題和定解條件20-21
• 2.1.3 淬火冷卻過程的初始條件21-22
• 2.1.4 淬火冷卻過程的邊界條件22-23
• 2.1.5 淬火冷卻過程的熱物性參數(shù)的選擇23
• 2.1.6 淬火冷卻過程的潛熱處理23-24
• 2.1.7 熱傳導(dǎo)逆問題的相關(guān)概念24-25
• 2.2 淬火過程的固態(tài)相變理論25-32
• 2.2.1 淬火過程的相變原因及相變類型25
• 2.2.2 相變動力學(xué)25-27
• 2.2.3 Scheil疊加原理(孕育期疊加原理)的推導(dǎo)27-32
• 2.3 淬火過程非線性熱傳導(dǎo)問題的數(shù)值解法32-35
• 2.3.1 有限差分方法求解非線性熱傳導(dǎo)問題32-35
• 2.3.2 有限單元法求解非線性熱傳導(dǎo)問題35
• 2.4 非線性估算法35-39
• 3 淬火實驗及計算建模39-53
• 3.1 常用鋼探頭的淬火冷卻實驗39-42
• 3.1.1 實驗設(shè)備39-41
• 3.1.2 實驗方案41-42
• 3.1.3 實驗過程42
• 3.2 模型與算法42-53
• 3.2.1 溫度場模型42-47
• 3.2.2 組織場模型的建立47-50
• 3.2.3 非線性估算法求解淬火過程溫度場模型50-53
• 4 計算結(jié)果與討論53-71
• 4.1 表面換熱系數(shù)的計算結(jié)果53-61
• 4.2 表面綜合換熱系數(shù)計算結(jié)果分析61-71
• 5 計算結(jié)果的驗證71-76
• 5.1 建模與網(wǎng)格劃分71
• 5.3 MSC.Marc分析計算淬火溫度場的結(jié)果71-75
• 5.4 有限差分法一維溫度場結(jié)果75-76
• 6 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76-77
• 6.2 工作展望77-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況82-83
• 致謝83-84

【引證文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：多種常用鋼在不同淬火介質(zhì)中換熱系數(shù)的測算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：471803