【感應淬火技術】Deform感應淬火模擬技術

2017-08-31  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

1 背景

電磁感應淬火是廣泛采用的表面強化技術之一。電磁感應淬火工藝過程涉及多種物理場的復雜耦合,包括電磁場、溫度場、組織場和應力應變場等。電磁感應淬火工藝方案設計需要綜合運用多學科理論與知識,難度非常大,而且對于新產品的感應淬火問題,往往需要進行反反復復的試驗,周期長、成本高,大大影響了電磁感應淬火工藝應用的綜合效果。

DEFORM是一款專業金屬成形及熱處理工藝仿真軟件,三十多年來的工業實踐證明了軟件的準確性和穩定性。DEFORM軟件領先行業同類軟件,率先具備感應淬火和電阻加熱等高級分析功能,真正實現了同一平臺下多種物理場的耦合計算,幫助設計人員進一步認識和了解感應淬火工藝過程,優化工藝方案。

DEFORM軟件可以采用有限元(FEM)和邊界元(BEM)等兩種方法模擬感應淬火工藝過程,如下圖所示:

有限元法(FEM) 邊界元法(BEM)

2 應用案例

案例一:曲軸坯料感應加熱

該案例為曲軸坯料的預熱過程模擬,借助DEFORM軟件邊界元法模擬整個感應加熱過程,準確獲得工件溫度場及相組織體積分數,為設計人員工藝優化設計提供理論依據。坯料溫度場分布如下圖所示:

工件溫度場

工件內部感應加熱溫度變化

案例二:軸感應淬火

該案例模擬軸零件感應淬火工藝過程,軸首先奧氏體化,然后通過噴水冷卻方式實現表面硬化。軸感應淬火溫度場及馬氏體體積分數分布如下圖所示:

溫度場 馬氏體體積分數及分布

軸類件感應淬火過程

案例三:直齒圓柱齒輪感應淬火

該案例為直齒圓柱齒輪感應淬火仿真分析,感應線圈繞軸線旋轉,使輪齒均勻加熱。感應加熱過程中齒輪先奧氏體化,冷卻過程中轉變為馬氏體。裝配體模型、齒輪溫度場及相組織體積分數分布如下圖所示:

裝配體模型 溫度場 相組織體積分數

齒輪感應淬火過程

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