【正文】 ENTH 2 ） ANSYS 熱分析分類 穩(wěn)態(tài)傳熱：系統(tǒng)的溫度場不隨時間變化 瞬態(tài)傳熱：系統(tǒng)的溫度場隨時間明顯變化 3 ） 熱傳遞的方式 根據(jù)熱量傳遞的原理 不同，有三種熱傳遞方式：熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射?！? HF 密度 Kg/m179。 生熱速率 W/m179。 1） ANSYS 熱分析分符號與單位 熱分析中基本符號及國際單位見表 所示。 ANSYS 軟件以它的多場耦合分析功能在熱分析中得到了廣泛的應(yīng)用。 ANSYS 熱分析簡介 有限元法作為目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)值模擬方法，由于其特有的計算優(yōu)勢得到了廣泛的應(yīng)用，并因此產(chǎn)生了很多通用的有限元商業(yè)軟件。利用數(shù)值模擬不僅可以對現(xiàn)行工藝進行校核，而且可以優(yōu)化工藝方案和參數(shù)，從而使熱處理工藝的制定建立在更可靠的科學(xué)基礎(chǔ) 上。 我國開展熱處理數(shù)值模擬工作比較晚，首先是一些學(xué)者和留學(xué)生開始了這方面的研究；進入 80 年代后，國內(nèi)的一些大學(xué)，公司開始陸續(xù)開展研究工作；殷雯等通過求解碳鋼零件淬火過程溫度場的分布，得出了一種不需要由實驗測量的平面及軸對稱零件淬火冷卻時溫度分布的確定方法；朱圓圓等用 ANSYS 對 45 鋼淬火過程溫度場進行了研究，得出了淬火時 45 鋼應(yīng)選用的合理淬火介質(zhì)以及淬火的時間控制。 國外在溫度場計算方面的研究起步較早， 19 世紀 70 年代左右己經(jīng)實現(xiàn)了非穩(wěn)態(tài)溫度場的數(shù)值計算；隨后，在淬火溫度場數(shù)值計算中開始考慮相變潛熱釋放、熱物理性能參數(shù)隨溫度變化等非線性因素；進入 90 年代及 21 世紀以來，國外企業(yè)和學(xué)者先后開發(fā)了 HEARTS、 SYSWELD、 DEFORM、 DANTE、 Thermal Prophet、 ABAQUS、 ANSYS、 MARC 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 等有限元軟件。 溫度場數(shù)值模擬技術(shù)的國內(nèi)外研究進展 早 期人們采用人工測量、經(jīng)驗判斷或兩者相結(jié)合來研究熱處理過程的溫度場。過去大都采用有限元差分法，但是它只是單純的考慮了節(jié)點之間的關(guān)系，在處理復(fù)雜的問題時有很大的局限性。 數(shù)值模擬主要有建立描述問題的數(shù)學(xué)模型、查找解決問題的高準確度和高效率的計算方法、編寫程序進行計算、對得到的數(shù)據(jù)進行處理與分析等幾個步驟。數(shù)值模擬技術(shù)可以對熱處理工藝實現(xiàn)安全評估、預(yù)測熱處理工藝是否滿足所要的微觀組織、晶粒大小的要求、有效反應(yīng)熱處理過程溫度場及組織場的變化規(guī)律。碳素工具鋼經(jīng)過熱處理后，耐磨性和加工性都比較好，價格又低廉，生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用。碳素工具鋼的預(yù)備熱處理一太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 般采用球化退火 (T7 鋼可以采用完全退火 )，退火后組織為鐵素體基體 +細小均勻的粒狀滲碳體。表面淬火可以使工件表面具有高的強度、硬度和耐磨性，然而心部仍保持一定強度、足夠的塑性和韌性。主要分為表面淬火和化學(xué)熱處理兩大類。按照回火溫度，回火分為低溫回火、中溫回火、高溫回火。 4. 回火 回火是把淬火后的鋼，加熱到一定溫度，保溫一段時間后然后冷卻到室溫的熱處理工藝。淬火主要是為了獲得高硬度、高強度的馬氏體組織。正火主要是為提高低碳鋼的硬度并改善其切削加工性能、消除過共析鋼的網(wǎng)狀滲碳 體為球化退火做組織準備。跟據(jù)加熱溫度，可以把退火分為完全退火、不完全退火、球化退火、擴散退火等。 1. 退火 退火是將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間后緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理就是滲碳、滲氮等。 根據(jù)鋼加熱、冷卻方式和獲得組織和性能的不同，鋼的熱處理工藝可以分為普通熱處理和化學(xué)熱處理。熱處理的每個階段對鋼性能影響都很大。怎么樣使一種金屬具有這種性能，我們可以通過熱處理來實現(xiàn)金屬的這一特性。碳素工具鋼的成分及應(yīng)用見表 11。碳素工具鋼一般用“ T+數(shù)字”來表示，其后的數(shù)字表示含碳的千分之幾。 碳素工具鋼 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 碳素工具鋼是用來制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的碳素鋼。碳素工具鋼也用某些不足，如淬透性差、回火抗力較差。在這些有限元軟件中， ANSYS軟件不僅可以將熱處理過程動態(tài)、逼真的進行模擬，還可以清晰直觀的顯示熱處理過程任意時刻、任意節(jié)點的溫度場分布，因此本文采用 ANSYS 軟件對 T12鋼熱處理過程溫度場進行模擬。因此借助先進的計算機技術(shù)，應(yīng)用數(shù)值模擬的方法對熱處理過程溫度場的研究具有十分重要的意義。在理論上對溫度場的解析是很困難的，甚至于不可能。 在熱處理過程中溫度是涉及所有熱處理工藝過程的基本參數(shù)，溫度的變化直接決定工件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)及熱處理后工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力。但 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對碳素工具鋼零件的性能和可靠性要求越來越高，零件的內(nèi)在性能和可靠性除了與材料成分特性外，更與其熱處理工藝密不可分。 溫度場控制方程 初始條件 邊界條件 熱物性參數(shù)的選擇 瞬態(tài)非線性溫度場的求解 本章小結(jié) 3 T12 鋼熱處理過程的建模計算 材料及工藝 幾何模型的建立及網(wǎng)格的劃分 初始條件和邊界條件的設(shè)定 載荷的施加和求解 本章小結(jié) 4 T12 鋼熱處理過程溫度場的數(shù)值模擬結(jié)果 加熱過程溫度場的分析 冷卻過程溫度場的分析 本章小結(jié) 5 結(jié)論 參考文獻 ............................................................... 13 符號說明 ............................................................... 13 致 謝 ................................................................. 13 附 錄 ................................................................. 13 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第一章 緒論 前言 碳素工具鋼資源豐富、易于鍛造成形、切削加工性能好、原料來源方便、便于回收利用， 經(jīng)熱處理后能夠得到高的硬度和高的耐磨性。 Heat treatment 目 錄 1 緒論 ................................................................. 1 碳素工具鋼及熱處理工藝研究進展 ..................................... 1 碳素工具鋼 熱處理簡介 碳素工具鋼的熱處理 數(shù)值模擬技術(shù)的概述和 ANSYS 熱分析簡介 ...............錯誤 !未定義書簽。 Temperature field simulation。 關(guān)鍵詞： T12 鋼， ANSYS，溫度場模擬， Research on Numerical Simulation of Temperature Field on Heat Treatment of T12 Steel Abstract： There are increasingly demanding on the performance and reliability of the mechanical parts with the progress of modern science and technology. The inner mechanical properties and mechanical indicators of material not only in addition to the material position but also to the process of heat treatment. Temperature is involved in all the parameters of heat treatment process. The change of temperature influenced the performance of material. It is import