材料加工過程的數(shù)值模擬之溫度場(chǎng)數(shù)值模擬-在線瀏覽
2025-02-01 21:04本頁面
【正文】 ? 國家攀登計(jì)劃? 973基礎(chǔ)研究計(jì)劃21 熱加工過程模擬的研究現(xiàn)狀熱加工過程模擬的發(fā)展趨勢(shì)? 宏觀 ?中觀 ?微觀– 宏觀：形狀、尺寸、輪廓– 中觀：組織和性能– 微觀：相變、結(jié)晶、再結(jié)晶、偏析、擴(kuò)散、氣體析出? 單一、分散 ?耦合集成– 流場(chǎng) ?溫度場(chǎng)– 溫度場(chǎng) ?應(yīng)力 /應(yīng)變場(chǎng)– 溫度場(chǎng) ?組織場(chǎng)– 應(yīng)力 /應(yīng)變場(chǎng) ?組織場(chǎng)21 熱加工過程模擬的研究現(xiàn)狀熱加工過程模擬的發(fā)展趨勢(shì)? 重視提高數(shù)值模擬的精度和速度? 重視精確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲得與積累? 與生產(chǎn)技術(shù)其他技術(shù)環(huán)節(jié)集成，成為先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成– 與產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成– 與零件加工制造系統(tǒng)集成21 熱加工過程模擬的研究現(xiàn)狀部分商業(yè)軟件? 鑄造– PROCAST, SIMULOR? 鍛壓– DEFORM, AUTOFORGE, SUPERFORGE? 通用– MARC, ABAQUS, ADINA, ANSYS22溫度場(chǎng)及傳熱的基本概念? 溫度場(chǎng)定義– 在 x、 y、 z直角坐標(biāo)系中，連續(xù)介質(zhì)各個(gè)地點(diǎn)在同一時(shí)刻的溫度分布，叫做溫度場(chǎng)。? 表達(dá)式：? 傅立葉定律：– 矢量表示：熱量傳遞的三種基本形式 /熱對(duì)流? 定義– 運(yùn)動(dòng)的流體質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱轉(zhuǎn)移現(xiàn)象? 遵循的定律– 牛頓定律– 公式：熱量傳遞的三種基本形式 /熱輻射? 定義– 物質(zhì)受熱后，內(nèi)部原子震動(dòng)而出現(xiàn)的一種電磁波能量傳遞。 dAdy d ?在 d ?時(shí)間內(nèi)，沿 X方向?qū)С鑫⒃w的熱量：?Qx+ dX =qx+ dX d?= qx +dX dz dz dy d ?同理： dQy = –d qy dz dx d ?導(dǎo)熱的數(shù)學(xué)描述微元體中總的積蓄熱量：dQ= dQx + dQy + dQz = –(d qx dz dx d ? + d qz dy Tw=f(?)– 第二類邊界條件：已知物體表面比熱流量 qw隨時(shí)間 ?變化關(guān)系。 qw= ? （ Tw Tf\ ）23傳熱問題的數(shù)值計(jì)算方法? 分析解法– 定義：以數(shù)學(xué)分析為基礎(chǔ)，求解導(dǎo)熱微分方程的定解問題。? 數(shù)值解法– 定義：是一種以離散數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為工具的求解方法。? 節(jié)點(diǎn)：每個(gè)單元的中心稱為節(jié)點(diǎn)（內(nèi)節(jié)點(diǎn)、邊界節(jié)點(diǎn)）? 步長(zhǎng)：節(jié)點(diǎn)之間的距離（等步長(zhǎng)、變步長(zhǎng)），表示為 ?x, ?y, ?z– 時(shí)域的離散：非穩(wěn)態(tài)問題將時(shí)間分割成時(shí)間段? 時(shí)間步長(zhǎng)：每個(gè)計(jì)算時(shí)間間隔的長(zhǎng)短， ??24不穩(wěn)定導(dǎo)熱的有限差分法解題步驟? 內(nèi)節(jié)點(diǎn)和邊界節(jié)點(diǎn)差分方程的建立– 內(nèi)節(jié)點(diǎn)一般采用直接法：即由導(dǎo)熱微分方程直接用差商代替微商，導(dǎo)出遞推公式，也可采用熱平衡法；– 邊界節(jié)點(diǎn)一般采用熱平衡法，視具體邊界建立相應(yīng)的能量方程? 選擇求解差分方程組矩陣的計(jì)算方法? 編寫計(jì)算程序? 計(jì)算? 計(jì)算結(jié)果的處理和分析討論24不穩(wěn)定導(dǎo)熱的有限差分法一、有限差分的概念? 微商和差商的定義若 T(x)是連續(xù)函數(shù)，則它的導(dǎo)數(shù)為： 稱為微商， 稱為差商，兩者之差代表以差商代替微商帶來的誤差。二、差商的形式向后差商中心差商以上兩式相加除 2，得到中心差商：二、差商的形式二階差商三、建立內(nèi)節(jié)點(diǎn)差分方程 /一維系統(tǒng)模型： ??0， 0?x?L初始條件： T(x,0)=?(x)邊界條件： T(0, ?)=?1(?)， T(L, ?)=?2(?)區(qū)域離散距離步長(zhǎng)： ?x=xixi1, xi =(i1) ?x時(shí)間步長(zhǎng)： ? ?= ?n ?n1, ?n=n ? ?Tin=T(xi, ?n)三、建立內(nèi)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1