【正文】 ?? )( 20220 ??18 感應(yīng)加熱淬火仿真研究 Simulation of Induction Heating Quenching ?含瞬變熱源的強(qiáng)瞬態(tài)熱傳導(dǎo)方程的求解； ?電磁感應(yīng)淬火過(guò)程中 “ 熱波 ” 的傳播機(jī)制； ?非 Fourier效應(yīng)對(duì)電磁感應(yīng)淬火中多場(chǎng)耦合動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響。說(shuō)明 熱流傳播的波動(dòng)性只在熱作用時(shí)間短到與材料熱弛豫時(shí)間相當(dāng)或更短的尺度才對(duì)傳熱過(guò)程起主導(dǎo)作用 。 ?基于電磁感應(yīng)加熱淬火過(guò)程由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的指數(shù)型內(nèi)熱源，簡(jiǎn)化為線性?xún)?nèi)熱源，得到其非傅里葉導(dǎo)熱溫度場(chǎng)。水淬后的硬度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但是硬度高于設(shè)計(jì)值，需要采用比水冷卻性能弱的淬火液。 ?對(duì)于電磁感應(yīng)加熱淬火熱傳導(dǎo)的非 Fourier效應(yīng)，可以進(jìn)一步研究球體下的溫度場(chǎng)分布。 ?研究電磁感應(yīng)加熱淬火過(guò)程中的非 Fourier效應(yīng) 25 總結(jié)與展望 Summaries and Prospects 氣體滲碳仿真研究 Simulation of Gas Carburizing ?滲碳問(wèn)題有限元計(jì)算收斂性分析 由于滲碳層很薄，所以工件表層的網(wǎng)格一般需要加密處理 ,但是工件表層的網(wǎng)格需要加密到什么程度才能滿(mǎn)足精度要求？ ?大型工件碳濃度場(chǎng)模擬簡(jiǎn)化計(jì)算 現(xiàn)有文獻(xiàn)都是針對(duì)非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行碳濃度場(chǎng)的模擬，如何比較簡(jiǎn)單的模擬大型工件的碳濃度場(chǎng)仍是一項(xiàng)尚待解決的問(wèn)題。 26 滲碳問(wèn)題有限元計(jì)算收斂性分析 Convergence Analysis of Finite Element Carburizing Model Laplace變換法 5000s4000s3000s2023s1000s理論計(jì)算的缺點(diǎn)： 理論求解： 低碳鋼初始碳濃度一般為 %左右 ， 經(jīng)過(guò)滲碳 ，工件表層碳含量發(fā)生變化 ， 本文將工件表面至碳濃度變化量為 %（ 初始碳濃度的 5%） 處定義為滲碳影響區(qū)域 ， 該區(qū)域深度定義為 DH 。 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 2 3 4 5 6 7 8 ζ39。 網(wǎng)格尺寸/mm 30 滲碳問(wèn)題有限元計(jì)算收斂性分析 Convergence Analysis of Finite Element Carburizing Model 網(wǎng)格尺寸對(duì)滲碳層深度的影響 虛線表示 Dh值與 網(wǎng)格計(jì)算值相差 網(wǎng)格尺寸 /mm Dh /mm 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 二維滲碳不同計(jì)算條件下的 Dh值 2 3 4 5 6 7 8 Dh/mm t/h 為得到較為精確的節(jié)點(diǎn)碳濃度值，網(wǎng)格尺寸只需小于 Dh/4 31 數(shù)值模擬： 仍以 計(jì)算結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn) 三維滲碳不同滲碳時(shí)間及網(wǎng)格尺寸條件下的 ζ值 網(wǎng)格尺寸對(duì)節(jié)點(diǎn)碳濃度的影響 維尖角滲碳 網(wǎng)格尺寸 /mm ζ39。 t/h 2h3h4h5h6h7h8hζ39。 60 80 90 100 120 140 Lc/mm 平面外尖角不同尖角角度 ?對(duì)應(yīng)的 Lc值 平面外尖角 60 80 100 120 140 Lc/mm ?/176。 60 80 90 100 120 140 Lc/mm 平面內(nèi)尖角不同尖角角度對(duì)應(yīng)的 Lc值 平面內(nèi)尖角 A B F C E D ? 在遠(yuǎn)離尖角部位碳濃度分布呈現(xiàn)一維特性 60 80 100 120 140 L定義為 CD上某點(diǎn)到點(diǎn)的距離 36 大型工件碳濃度場(chǎng)模擬簡(jiǎn)化計(jì)算 Simplified Calculation of the Large Work piece Carbon Concentration Field 平面外圓角 A B D E C F2 F1 F ? 0 1 2 3 對(duì)角線 一維 C/% h/mm 與平面外尖角相比，倒圓結(jié)構(gòu)有利于碳濃度分布更加均勻 L定義為 EF1上某點(diǎn)到 F點(diǎn)的距離 37 大型工件碳濃度場(chǎng)模擬簡(jiǎn)化計(jì)算 Simplified Calculation of the Large Work piece Carbon Concentration Field ?/176。 38 大型工件碳濃度場(chǎng)模擬簡(jiǎn)化計(jì)算 Simplified Calculation of the Large Work piece Carbon Concentration Field 平面內(nèi)圓角 與平面內(nèi)尖角相比，倒圓結(jié)構(gòu)有利于碳濃度分布更加均勻 B A C C1 C2 D E F ? 0 1 2 3 對(duì)角線 一維 L定義為 C1B上某點(diǎn)到點(diǎn)的距離 39 大型工件碳濃度場(chǎng)模擬簡(jiǎn)化計(jì)算 Simplified Calculation of the Large Work piece Carbon Concentration Field 平面內(nèi)圓角 平面內(nèi)圓角不同尖角角度及倒圓半徑對(duì)應(yīng)的 Lc值 ?/176。 40 大型工件碳濃度場(chǎng)模擬簡(jiǎn)化計(jì)算 Simplified Calculation of the Large Work piece Carbon Concentration Field A B F C E D ? 軸對(duì)稱(chēng)外凸尖角 L定義為 EF上某點(diǎn)到 F點(diǎn)的距離 0 1 2 3 4 對(duì)角線 一維 C/% h/mm 軸對(duì)稱(chēng)尖角結(jié)構(gòu)截面圖與平面尖角結(jié)構(gòu)相同，對(duì)稱(chēng)軸位于 EF線下方 Rcm處 41 大型工件碳濃度場(chǎng)模擬簡(jiǎn)化計(jì)算 Simplified Calculation of the Large Work piece Carbon Concentration Field 軸對(duì)稱(chēng)外凸尖角 ?/176。 42 大型工件碳濃度場(chǎng)模擬簡(jiǎn)化計(jì)算 Simplified Calculation of the Large Work piece Carbon Concentration Field 軸對(duì)稱(chēng)內(nèi)凹尖角 L定義為 CD上某點(diǎn)到 C點(diǎn)的距離