【摘 要】
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多孔细长杆件是工业中应用较为广泛的一种零件,热处理过程中杆件会发生变形。本文以30Cr Ni3Mo V钢多孔细长杆件为例,利用JMat Pro材料性能计算软件得到相关参数,并提出了一种针对数值模拟连续热处理的分段热边界方法,给出了模型分段判据。采用MARC软件对工件进行了水淬模拟,得到其温度场、应力场、组织场与硬度场淬火演变规律以及热处理变形规律,并通过MATLAB与MARC相结合的方式对组织场进
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多孔细长杆件是工业中应用较为广泛的一种零件,热处理过程中杆件会发生变形。本文以30Cr Ni3Mo V钢多孔细长杆件为例,利用JMat Pro材料性能计算软件得到相关参数,并提出了一种针对数值模拟连续热处理的分段热边界方法,给出了模型分段判据。采用MARC软件对工件进行了水淬模拟,得到其温度场、应力场、组织场与硬度场淬火演变规律以及热处理变形规律,并通过MATLAB与MARC相结合的方式对组织场进行图像处理与分析。通过实验对比验证,得到的结果与创新如下:（1）利用JMat Pro软件获得了30Cr Ni3Mo V钢材料性能参数。通过设置材料各成分的分配比,计算得到材料的热物理与机械性能参数;分析连续冷却转变曲线（Continuous Cooling Transformation CCT）得到了不同冷却速率下的相变产物与温度的关系,并获取了各相潜热、体积变化量以及真实应力应变曲线。（2）提出了一种针对数值模拟连续热处理的分段热边界方法,并给出了模型分段判据。首先建立工件三维模型以及定义相关参数,对MARC软件数值模拟进行了前处理设置;然后采用不同热边界条件约束,得到分段热边界方法更符合真实工况;最后通过建立分段模型,得到热处理数值模拟分段判据,同时建立了不同形状尺寸工件分段热处理模型。（3）通过数值模拟得到了淬火演变规律及各特征点变化趋势。通过MARC软件模拟工件真实淬火过程,得到温度场、应力场、组织场及硬度场,并对后处理结果进行提取特征点,对比分析得到各场的变化趋势及分布规律。（4）分析得到工件淬火后的变形规律,并利用MATLAB软件重构了组织分布云图。通过调取淬火后工件位移矢量图,得到工件变形趋势;并采用节点替换法,实现了组织场特征模拟及图像重构;针对工件淬火后硬度以及孔位移量的变化进行实验验证,模拟结果与实验结果吻合较好。
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