abaqus感应淬火模拟

基于ABAQUS法兰盘感应淬火残余应力场仿真 2012年7月

基于ABAQUS法兰盘感应淬火残余应力场仿真

摘要：表面感应淬火是一种工程中常用的热处理工艺，使用感应器来对工件的局部进行加热、迅速冷却，从而使工件表面产生残余应力，抵消工作载荷所产生的部分拉应力。本文就不同淬火温度下产生的残余应力大小的合理性及残余应力对缓解应力集中的作用两方面进行了分析，分析就过对提高产品质量、疲劳寿命及减少安全隐患有很大帮助。

关键字：法兰盘；残余应力；感应淬火；温度场；ABAQUS

法兰盘在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响且其影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响称为残留应力或残余应力。法兰盘是使管子与管子相互连接的零件，法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛，法兰盘的作用就是使得管件连接处固定并密封，法兰连接是管道施工的重要连接方式。

2.1 思路

设定整个模型的初始温度20C，在分析步中令淬硬层区域的温度升高至某个温度值Thigh，其余区域的温度保持20C。这种温度差异会使高温区域产于压

矿用截齿套的中频感应淬火处理

摘 要 截齿套的失效是由外力冲击折断及内孔不断磨损导致截齿从孔内掉出这两方面原因引起的，运用中频感应淬火处理工艺可以增加截齿套的整体冲击韧性及提高内孔表面硬度。本文通过对中频感应淬火热处理后截齿套的硬度、冲击强度等数据及金相组织的分析，论证截齿套中频感应淬火后性能大幅度提高的可行性。

关键词 感应高频淬火；截齿套；性能

0 引言

截齿套是用来装夹煤炭行业中截割煤层的采煤机、掘进机刀具—截齿的矿用零件，由于工矿条件复杂，截齿不断地冲击和磨损截齿套，导致截齿套折断及过度磨损失效，且截齿套更换困难、增大成本、消耗时间、耽误生产。长期以来，截齿套生产厂家一直都在努力提高截齿套的质量，从而提高截齿套的寿命，重点就是提高冲击韧性及增加耐磨性。利用传统的整体调质处理，采用合适的淬火和回火温度，可以提高截齿套的韧性，明显改善截齿套的抗冲击能力，但由于工艺的局限，随着截齿套韧性的提高，不可避免地使截齿套的硬度降低，这样一来，截齿套的内孔耐磨性就会下降，这就从另一个方面降低了截齿套的使用寿命。

1 截齿套的基本形状、材料及技术要求

该型号截齿套材料要求为30CrMnSiA，内孔及顶端面淬硬层深度≥2mm，基体调质硬度HRC38

调制淬火热处理中频感应电炉设备结构

调制淬火热处理中频感应电炉设备结构

中频调质淬火热处理设备淬火机床的结构。中频热处理调质设备淬火机床由床身、V形托架、活动杆、带顶尖的滑台、淬火变压器感应器组、电容器和淬火槽等组成。机械动作由液压操控，V形托架将工件托住上升并下降到位，然后由活动杆配合动作；滑台上的两个顶尖夹住凸轮轴作横向移动，将凸轮轴进入或送出感应器；机床左端主轴箱由液压马达带动凸轮轴旋转．转速可在一定范围内无级调速。在感应器左边有一铜板接地环，如果凸轮轴在顶尖上未夹正，则在横向‘移动时会先碰到接地环，产生信号，停止动作。

淬火变压器是可变匝比的中频变压器，初级为10~ 22匝，分13档，次级为6匝。感应器为多圈串联，九个感应器位在一条中心线上，其中八个加热凸轮。感应器是双匝的，凸轮尖部与有效圈内径的间隙为4~ 5mm，感应器底座有椭圆孔，使感应器可相对凸轮的轴向位置可作调整。凸轮轴感应器采用串联，避免了并联多个感应器时会产生中间导电路径短而二端导电路径长的弊病。采用串联感应器法时，如果中间凸轮温度偏高，还可用加大间隙的方法来调整。电容器组的配置，采用三瓶300kvar的电热电容器。

淬火槽及输送链。淬火槽容量1. 5m3，选用聚合物淬火液Uco

感应加热表面淬火基本原理

感应加热表面淬火的应用及基本原理分析。

一、应用

承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件，要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性，需对工件表面提出强化要求，适于含碳量We=0.40～0.50%钢材。

二、工艺法

快速加热与立即淬火冷却相结合。

通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度，不等热量传到中心即迅速冷却，仅使表层淬硬为马氏体，中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火（或正火及调质）组织。

三、主要法

感应加热表面淬火（高频、中频、工频）,火焰加热表面淬火，电接触加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。

四、感应加热表面淬火

（一）基本原理：

将工件放在用空心铜管绕成的感应器，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火），使工件表面层淬硬。（如下图所示）

（二）加热频率的选用

室温时感应电流流入工件表层的深度δ（mm）与电流频率f（HZ）的关系为

频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。

常用的电流频率有：

1、高频加热：100～500KHZ，常用200～300KHZ，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.5

关键字：crack，裂纹，断裂，cohesive，XFEM

这个问题不大好总结，比较复杂，我能想到什么就说些什么吧，这个任务已经托了很长时间了，抱歉！有新的想法我会更新。

求解断裂问题有两种方法（途径）：一种是基于经典断裂力学的模型；一种是基于损伤力学的模型。俩者不是一个概念，断裂力学模型就是基于线弹性断裂力学及其基础上发展的弹塑性断裂力学等；损伤力学模型是指基于损伤力学发展而来的方法，单元在达到失效的条件后，刚度不断折减，并可能达到完全失效，最后形成断裂带。这两个模型是为解决不同的问题而提出来的，当然他们所处理的问题也有交叉的地方。

如果不考虑裂纹的扩展，abaqus可采用seam型裂纹来分析(也可以不建seam，如notch型裂纹)，这个就是基于断裂力学的方法，大家可以参考敦诚版主做的这个例子（一个简单的裂纹模拟例子：http://forum.simwe.com/thread-858322-1-1.html），这种方法可以计算裂纹的应力强度因子，J积分及T-应力等，详细情况可以参考下这个帖子：http://forum.simwe.com/thread-821531-1-1.html

考虑模拟裂纹扩展，目前abaqus有两种技术：一种

模拟 ,ABAQUS , 论文 , 淬火

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计算机应用!!

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在ABAQUS中必须用真实应力和真实应变定义塑性.ABAQUS需要这些值并对应地在输入文件中解释这些数据。

然而，大多数实验数据常常是用名义应力和名义应变值给出的。这时，必须应用公式将塑性材料的名义应力（变）转为真实应力（变）。

考虑塑性变形的不可压缩性，真实应力与名义应力间的关系为： l0A0?lA， 当前面积与原始面积的关系为： A?A0l0 l将A的定义代入到真实应力的定义式中，得到：

??FFll???nom() AA0l0l0其中

l也可以写为1??nom。 l0 这样就给出了真实应力和名义应力、名义应变之间的关系：

???nom(1??nom)

l?l0l??1 l0l0真实应变和名义应变间的关系很少用到，名义应变推导如下：

?nom?上式各加1，然后求自然对数，就得到了二者的关系：

??ln(1??nom)

ABAQUS中

ABAQUS使用技巧

基于Abaqus的燃油箱跌落模拟

陈学宏

（亚普汽车部件有限公司，江苏扬州225009）

摘要：为了能够在产品设计阶段，就预测出燃油箱跌落时破坏位置，对结构优化及后续工艺调试提供指导，从而最大程度上确保通过跌落实验。本文利用Abaqus软件使用状态方程模拟内部气体和液体，进而完成整个跌落模拟。通过与实验结果进行对比，验证了该方法精度的可靠性。

关键词：状态方程，流固耦合，燃油箱，跌落模拟

Droppingsimulation of fuel tank with Abaqus

Chen Xuehong

YAPP Automotive Parts Co. , Ltd. Jiangsu Yangzhou 225009, China

Abstract: To forecast destruction of tank due to drop in phase of design, give some suggestion for structure optimization and technics debugging, make sure passing dropping test as soon as possibly. This paper

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑