V型鋼導軌淬火溫度場及應力場的數(shù)值模擬研究.pdf

1、V型鋼導軌是力.能工具磨床上的關鍵零件，為了保證鋼導軌的性能要求，在整個加工工序中給予了較多的熱處理工序。在淬火冷卻過程中，因為零件內部溫度分布不均勻，組織轉變過程不均勻等而形成了熱應力和相變應力，這些應力的存在將直接影響零件的組織性能和使用壽命。因此，研究淬火殘余應力的形成及影響因素是極為重要的。然而實驗方法只能測出淬火后試樣表層的殘余應力，隨著數(shù)值分析技術的發(fā)展，運用有限元技術揭示淬火殘余應力的形成過程及其大小與分布，已經(jīng)成為一種有

2、效方法。
　　 本文基于傳熱學基本原理，熱彈塑性理論，采用有限元分析軟件ANSYS，對材料為GCr15鋼的V型鋼導軌的淬火冷卻過程進行計算機模擬計算。首先，綜合考慮材料熱物性參數(shù)隨溫度的非線性變化、熱傳導等邊界條件，采用有限元法，建立V型鋼導軌的瞬態(tài)溫度場和應力場的三維模型，實現(xiàn)淬火過程的溫度場的動態(tài)分析和精確計算，預測導軌各個時間段的溫度場。其次，運用增量理論及相應的彈塑性本構方程，并假設材料在塑性區(qū)滿足Prandtl-reu