本文關(guān)鍵詞：不銹鋼葉輪熱處理變形的計(jì)算機(jī)模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對(duì)于尺寸較大、幾何形狀復(fù)雜的核主泵不銹鋼葉輪,熱處理后常常會(huì)引起葉輪局部發(fā)生開(kāi)裂或尺寸變化超出限度范圍,使不銹鋼葉輪需要經(jīng)過(guò)多次熱處理、機(jī)械加工、甚至直接報(bào)廢處理,造成產(chǎn)品生產(chǎn)成本的提高以及生產(chǎn)周期的延長(zhǎng)。通過(guò)對(duì)不銹鋼葉輪熱處理過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真模擬分析,可以使我們得到葉輪內(nèi)部在熱處理過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的分布規(guī)律,能夠預(yù)測(cè)其在成型過(guò)程中有可能產(chǎn)生的缺陷以及經(jīng)過(guò)熱處理后葉輪特定部位尺寸的變化量,從而可以為科研人員進(jìn)行不銹鋼葉輪熱處理的工藝分析與工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)。本文論述了熱處理數(shù)值模擬技術(shù)以及其發(fā)展現(xiàn)狀,基于DEFORM熱處理軟件建立了不銹鋼葉輪熱處理模擬有限元模型,包括參數(shù)的選定,單元類型的選取,網(wǎng)格的劃分,邊界條件的設(shè)定等,并研究熱應(yīng)力與組織相變相耦合的模擬系統(tǒng)。以相關(guān)不銹鋼熱處理工藝為基礎(chǔ),模擬并分析了300℃、400℃、500℃三種不同裝爐溫度以及100℃/h、125℃/h、150℃/h三種不同加熱速度對(duì)升溫過(guò)程中最大應(yīng)力曲線的影響,研究表明:當(dāng)裝爐溫度為400℃、加熱速度為125℃/h時(shí),升溫過(guò)程中產(chǎn)生的最大應(yīng)力值658MPa,最接近且未超過(guò)材料在該溫度下的屈服強(qiáng)度,該熱處理工藝在保證了熱處理效果的前提下,最大程度地縮短了葉輪在爐內(nèi)熱處理時(shí)間,提高了熱處理設(shè)備的使用效率,同時(shí)避免了過(guò)大塑性變形的產(chǎn)生;冷卻時(shí)采用正火的熱處理方式,空冷過(guò)程中出現(xiàn)的最大應(yīng)力值為802MPa,位置在葉輪葉片的根部,此時(shí)溫度為454℃,未超過(guò)此材料在該溫度下的抗拉強(qiáng)度860MPa,葉片根部不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂。制定相應(yīng)的熱處理工藝分析熱處理工藝對(duì)葉輪不同位置的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)以及組織演變的影響;利用組織-溫度-應(yīng)力三場(chǎng)耦合的分析方法,得到熱處理后葉輪的最大變形量為葉輪的最大直徑尺寸變化量3.9mm,并探討組織相變對(duì)于變形的影響,結(jié)果表明葉輪的變形為熱應(yīng)力與組織應(yīng)力共同作用下的結(jié)果,不可忽略組織轉(zhuǎn)變的影響因素。采用實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果顯示真實(shí)值與模擬值最大誤差不足0.5mm,驗(yàn)證了模擬結(jié)果的可靠性。該研究對(duì)于復(fù)雜工件的熱處理工藝的選擇及變形預(yù)測(cè)具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：熱處理 熱應(yīng)力 組織 有限元 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG162.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 不銹鋼應(yīng)用與熱處理9-10
• 1.2 熱處理過(guò)程模擬技術(shù)研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 熱處理計(jì)算機(jī)模擬的應(yīng)用與發(fā)展11-12
• 1.2.2 熱處理過(guò)程的數(shù)值模擬12-14
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外熱處理模擬技術(shù)的發(fā)展14-15
• 1.2.4 熱處理過(guò)程數(shù)值模擬存在的主要問(wèn)題和發(fā)展方向15-16
• 1.3 課題研究的背景及意義16-17
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 熱處理過(guò)程數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)18-25
• 2.1 熱傳導(dǎo)的理論18-20
• 2.1.1 三種基本的熱傳遞方式18-19
• 2.1.2 有限元求解溫度場(chǎng)的理論19-20
• 2.2 熱力耦合問(wèn)題的研究20-22
• 2.2.1 熱力耦合問(wèn)題的特征20
• 2.2.2 熱力耦合分析方法20-21
• 2.2.3 熱力耦合熱傳導(dǎo)方程和耦合的本構(gòu)方程21-22
• 2.3 熱處理中組織轉(zhuǎn)變的問(wèn)題22-23
• 2.4 熱處理工藝制定基本方法23-25
• 第3章 熱處理過(guò)程中應(yīng)力與熱處理后變形數(shù)值模擬25-56
• 3.1 DEFORM軟件簡(jiǎn)介25-26
• 3.2 熱應(yīng)力數(shù)值模擬前處理26-30
• 3.2.1 葉輪三維實(shí)體造型26
• 3.2.2 有限元網(wǎng)格劃分26-28
• 3.2.3 材料的物性參數(shù)28-29
• 3.2.4 邊界條件的設(shè)置29-30
• 3.3 熱處理工藝試驗(yàn)方案30-32
• 3.3.1 裝爐溫度方案31
• 3.3.2 加熱速度方案31-32
• 3.3.3 冷卻速度方案32
• 3.4 熱處理工藝方案模擬結(jié)果32-39
• 3.4.1 裝爐溫度對(duì)應(yīng)力的影響32-36
• 3.4.2 加熱速度對(duì)應(yīng)力的影響36-39
• 3.5 熱處理工藝方案分析39-56
• 3.5.1 應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)分析41-45
• 3.5.2 組織轉(zhuǎn)變分析45-51
• 3.5.3 變形分析51-56
• 第4章 模擬結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證56-59
• 4.1 核主泵不銹鋼葉輪實(shí)體尺寸測(cè)量56-57
• 4.2 誤差分析57-59
• 第5章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 許昭仁;吳安;王以華;;葉輪精密模鍛[J];上海機(jī)械;1980年09期

2 范紹錦;;這樣安裝循環(huán)器葉輪正確嗎?[J];紙和造紙;1991年02期

3 劉運(yùn)晶;;修銼葉輪葉片背角探索與分析[J];通用機(jī)械;2008年08期

4 ;關(guān)于軸流式葉輪參數(shù)對(duì)性能影響的試驗(yàn)[J];糧油加工與食品機(jī)械;1975年11期

5 姜永梅;夏廣嵐;;葉輪切割技術(shù)在井用潛水泵設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2010年05期

6 孔維剛;;沿黃高揚(yáng)程電力提灌泵站水泵焊接式葉輪試驗(yàn)研究[J];價(jià)值工程;2013年27期

7 ;開(kāi)口式尼龍染色機(jī)葉輪的改進(jìn)[J];針織工業(yè);1979年03期

8 張家元;;在勞伊德電機(jī)廠的實(shí)習(xí)報(bào)告(四)風(fēng)機(jī)和冷卻問(wèn)題[J];中小型電機(jī);1985年03期

9 楊源

本文編號(hào)：507202