機(jī)械創(chuàng)新實(shí)習(xí)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-06-13 12:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 力學(xué)性能參數(shù)已作為標(biāo)準(zhǔn)列入國家滲碳鋼材料手冊(cè)。 相關(guān)材料熱力學(xué)參數(shù)圓柱齒輪材料選用20CrNi2MoA，當(dāng)利用ANSYS軟件對(duì)其淬火過程進(jìn)行溫度場仿真時(shí)，需要提供材料密度、比熱容、熱傳導(dǎo)率等參數(shù)，其對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值如表31【【1】[M]。2006【2】王煥琴，杜家熙，[M].電子科技大學(xué)出版社，2000【3】王勖成．有限單元法[M]．清華大學(xué)出版社．2005【4】薛守義．有限單元法[M]．中國建材出版社．2005【5】胡德林．金屬學(xué)及熱處理[M]．西北工業(yè)大學(xué)出版社，1995【6】關(guān)鼎，[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006【7】李強(qiáng)，淬火過程的計(jì)算機(jī)模擬與試驗(yàn)研究[D]．燕山大學(xué)， 2003【8】[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988】：表31 20CrNi2MoA熱學(xué)性能參數(shù)密度（Kg/m3）20℃7850比熱容Cp【J/(KgK)】460溫度t(℃)01002004006008001000熱傳導(dǎo)率【W(wǎng)／（mK）】18 力學(xué)性能參數(shù) 同樣的，當(dāng)利用ANSYS軟件對(duì)齒輪的淬火過程進(jìn)行應(yīng)力場仿真時(shí)，也需要提供在不同溫度下的彈性模量、屈服強(qiáng)度、切變模量、泊松比、線膨脹系數(shù)等力學(xué)性能參數(shù)，見表32：表32 20CrNi2MoA力學(xué)性能參數(shù)溫度t(℃)彈性模量E（Pa）屈服強(qiáng)度（Pa）切變模量G（Pa）泊松比線膨脹系數(shù)1／℃20500100015002000 建立齒輪模型利用ANSYS建立分析模型最常用的方法有兩種：一種是利用ANSYS的繪圖功能，生成分析模型，再進(jìn)行仿真模擬；另外一種，就是利用ANSYS與其它三維繪圖軟件，如AutoCAD，SolidWorks，Pro/E等強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸能力，本課題就是利用SolidWorks軟件進(jìn)行建模，然后導(dǎo)入ANSYS軟件中，具體步驟為：運(yùn)行ANSYS軟件，【File】→【Import】→【PARA】,彈出窗口中查找到之前保存的*.x_t文件,選中，【OK】，導(dǎo)入完成，現(xiàn)在看到的是線框，接著【Ploctrls】→【Style】→【Solid Model Facets】,下拉框中選擇【Normal Faceting】→【OK】,接著鼠標(biāo)右鍵，選擇【Replot】即可看到實(shí)體，如圖31：圖31 ANSYS建模分析圖 淬火仿真方案及其相關(guān)參數(shù)依賴有限元方法可以仿真淬火齒輪內(nèi)部溫度變化過程，這樣可以得到齒輪內(nèi)部的仿真溫度場，然后計(jì)算、仿真齒輪的淬火變形情況。但是，首先需要確定初始的溫度邊界條件和對(duì)流換熱系數(shù)。齒輪齒面在油性介質(zhì)中淬火，其介質(zhì)主要在上下深度方向流動(dòng)（既齒寬方向），將粗車齒輪放入電熱爐中加熱到780820℃，接著通過行車將工件立即置入室溫淬火油井中，冷卻2小時(shí)后取出，根據(jù)長期經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取淬火油平均溫度30℃。數(shù)據(jù)：淬火油為AN32淬火油，使用溫度為30℃，淬火前齒輪加熱溫度800℃；AN32淬火油：黏度=32X106（Pas）,熱導(dǎo)率=（mK）,密度=㎏／m3。 我們根據(jù)研究需要將淬火分為2個(gè)階段：淬火變形期和淬火冷卻期。本文使用經(jīng)典傳熱理論進(jìn)行相似計(jì)算獲得淬火變形期不同階段（我們根據(jù)研究需要取015秒）的平均對(duì)流換熱系數(shù)紅hl,隨著淬火冷卻的進(jìn)行,齒輪和淬火油溫差的減少, hl開始衰減【】。齒輪的變形主要發(fā)生在淬火變形期,這期間齒輪和淬火油溫差最大,對(duì)流劇
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