【摘 要】
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针对构件热加工过程变形控制的世界性难题,创建了差异壁厚/差异结构构件加热或冷却过程零畸变的等Biot数模型,首次以Biot数替代综合换热系数h,并将Biot数引入温度场方程,由此
【机 构】
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哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学机电工程学院; 西南交通大学材料科学与工程学院;
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(U1537201)
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针对构件热加工过程变形控制的世界性难题,创建了差异壁厚/差异结构构件加热或冷却过程零畸变的等Biot数模型,首次以Biot数替代综合换热系数h,并将Biot数引入温度场方程,由此建立了随Biot数变化的动态温度场和应力场耦合模型。利用ABAQUS软件对ZL205A铝合金差异壁厚构件淬火过程的温度场和应力场进行了预报。模拟结果表明,ZL205A铝合金构件淬火变形源于差异壁厚导致的二者温度差;对于薄厚比为1:4制件,540℃固溶淬火0.37 s时,薄厚壁特征位置最大温差为276℃,厚壁中最大热应力84 MPa,超过相应温度下该合金屈服强度,导致制件淬火变形,且变形以径向变形为主。通过对厚壁或薄壁处以高导热或低导热系数覆层材料修饰,获得了差异壁厚的等Biot,并对修饰后的构件进行540℃固溶淬火变形进行预报。结果表明,与无修饰构件相比变形降低82.6%,实现了差异壁厚的准同步淬火。
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