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工件形状对激光相变硬化温度场和应力场的影响
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2012.8
  • 页码:51-57
  • 分类:TG156.99[金属学及工艺—热处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]中国石油大学机电工程学院,山东青岛266555
  • 相关基金:国家自然科学基金(51179202); 山东省自然科学基金(ZR2009FM030); 中国石油大学研究生创新基金(CXZD11-11)资助课题
  • 相关项目:海水泵金属陶瓷离子渗硫原位合成纳米固体润滑膜层研究
中文摘要:

利用Sysweld有限元软件建立三维有限元模型,采用三维高斯热源,考虑材料热物性能随温度的变化,对平板和回转体内壁进行了激光相变硬化数值模拟。分析了温度场、残余应力以及马氏体分布的异同,研究了工件形状对激光相变硬化温度场和残余应力的影响规律。结果表明,在表层方向上,平板模型和回转体内壁模型的热循环相似;截面方向上,内壁模型峰值温度高于平板模型。处理后相变区组织均主要以马氏体为主,其体积分数约为90%。相变区边缘及热影响区产生残余拉应力,相变区存在残余压应力;与内壁模型相比,平板模型相变区中心残余压应力数值较大。

英文摘要:

A three-dimesional (3-D) finite element model for the numerical simulation of laser transformation hardening on the plate and inner wall of revolving body is established by means of a finite element code-Sysweld, in which the change of thermal mechanical parameters with temperature is considered and the 3-D Gaussian heat source is adopted. The temperature field, martensite distribution and residual stress field are predicted. The influence of workpiece shape on the temperature and residual stress are studied. The results show that the thermal cycles of different points on the surface direction are similar for the two model while the peak temperature of different points of inner wall model in the section direction are higher than that of the plate model. After treatment martensite can be obtained as a main phase in the hardened zone with an about phase volume fraction of 90 %. The tensile stress appears in the boundary of hardening zone and heat affected zone (HAZ) and the compressive stress exists in the hardening zone. Comparing with revolving body, the value of the compressive residual stress in the center of the surface of plate is higher.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849