热解决模块实验1. 生成一种新问题2. 初始设立3. 导入几何模型4. 网格划分5. 定义材料6. 工件设立7. 介质定义8. 定义时间立程9. 仿真设立10. 进行仿真11. 后解决问题摘要:在解决复杂的热传递问题时,热解决模块是一种非常以便的工具这个实验将展示的是这个模块如何对一种刚构建进行渗碳,淬火,回火解决这个实验同步可以协助顾客理解deform-ht’s在计算相变方面的能力1. 生成新的问题开始一种名为“GearHT”的新的热解决问题你也可以单击“New problem”按钮,选择“Heat treatment”或者,你也可以右击导航树来创立一种空的目录,在主界面的右侧单击“HT”2. 初始设立在“初始设立”对话框里,设立单位为国际单位勾选“变形”,“扩散”和“相变”点击下一步3. 导入模型在“模型”页面里,选择“导入几何,key,或DB文献”,单击下一步进入目录,载入模型文献4. 划分网格在“划分网格”页面里,选择8000个非构造的网格划分用构造面层的第一层,将“Thinkness mode”设立成“ratio to object overall dimension”,层厚设立成0.005。
构造面网格划分可以协助我们运用更少的计算时间来获得更好的有关热学和散射的成果)单击下一步5. 定义材料在“材料”页面里,选择“Import form .DB and .KEY”点击下一步从目录里导入材料“Demo_Temper_Steel.KEY”你可以单击“Advance”按钮来观测,编辑材料和转换数据注意这是一种由八种成分(相)构成的混合材料,涉及奥氏体(A),珠光体+贝氏体(PB),马氏体(B),铁素体(F),低碳马氏体(LM),回火贝氏体(TB),回火铁素体+渗碳体(TFC)相间的转换历程涉及A_>F,A_>TB,A_>M,PB_>A,M_>LM,M_>A,LM_>TFC和TFC_>A在这些转换里,A_>F,A_>TB,M_>LM和LM_>TFC是通过TTT曲线进行散射约束的A_>M应用马氏体转换模型,PB_>A,M_>A,TB_>A和TFC_>A用简朴的散射模型此外,A_>F有一种取决于碳含量的平衡体积分数6. 工件设立在“工件设立”页面,"Temperature"选择"Uniform"并设成20度"Atom"选项里选择"Uniform"并设成0.2对于"Phase volume fraction",选择"Uniform",将"Pearlite + Banite"设成1.0,其他设成0。
7. 介质定义在“Medium details”页面里,你将定义不同的媒介和热传导区域两者之间的联系1) 将第一媒介重新命名为“Heating Furnace”,设立“default”热传导系数(HTC)设成常数0.12) 加入媒介“Carb. Furnace”(Carb. for Carburization)设立“default”热传导系数(HTC)为常数0.05对于“Carb. Furnace”,把“Diffusion Surface Reaction Rate”设成0.00013) 加入媒介“Oil”勾选“Radiation”将“default”的HTC设为5.5为媒介“Oil”增长一种热传导区(Zone #1)单击工件的边界,对于如下图所示就是单击工件的底部区域注意,你需要用到左下方的窗口来调节选用模式对于Zone #1,如下表定义温度方程的热传导系数:4) 再增长一种媒介“Air”热传导系数为0.028. 定义时间历程在“Schedule”页面里,如下输入五个时间段1) 半个小时(1800s)预热至550度2) 在850度的条件下进行两个小时(7200s)的渗碳解决指定“Atom”接触为0.83) 100度的油淬火20分钟(1200s)4) 280度回火30分钟(1800s)5) 空气中冷却一小时(3600s)9. 仿真控制在“Step Definition”里,将"Temp. change per step"调节到2。
默认其她选项接下来,需要像下图同样指定两个对称面注意这个几何模型画的是齿轮的半个齿)顾客需要在选用物体相应表面之前指定"symmetric planes"此外,由于要模拟出弹塑性变形,需要定义固定节点的边界条件为了加载边界条件,选择一种边界条件选项然后施加到合适的节点上对于这样模型来说,对称面提供了X,Y方向的约束和转动约束,我们只需要再约束Z方向即可下图里我们约束了底部的一种节点接下来,单击“Finish“按钮生成核心字(.KEY)文献,数据(.DB)文献和并联操作控制(.MET)文献10. 开始仿真退出热解决模块,单击主窗口里的"Run"11. 后解决计算结束后,运用后解决来观测计算成果温度历程如下如所示:在后解决中,我们要观测如下成果:1. 检查工件在用油淬火之后的状态状态变量的成果也许根据含碳量,马氏体体积分数(M),铁素体(F),珠光体+贝氏体(PB)和残存应力的不同而不同值得注意的是,齿面附近的M值高达0.77,最大等效应力是479KSI真实状况下如此高的应力也许导致断裂)2. 回火后同样要查看状态变量这时齿面附近的M值为0.2,大多数都转化为调制的铁素体+渗碳体(TFC)。
最大等效应力减小到180KSI3. 此外,对于工件不同位置点的相体积函数追踪也可以协助我们更好的理解渗碳和热解决过程中的复杂现象。