Deform感应淬火模拟技术

2017-11-13  by:CAE仿真在线  来源:互联网

背景描述

电磁感应淬火是广泛采用的表面强化技术之一。电磁感应淬火工艺过程涉及多种物理场的复杂耦合,包括电磁场、温度场、组织场和应力应变场等。电磁感应淬火工艺方案设计需要综合运用多学科理论与知识,难度非常大,而且对于新产品的感应淬火问题,往往需要进行反反复复的试验,周期长、成本高,大大影响了电磁感应淬火工艺应用的综合效果。

DEFORM是一款专业金属成形及热处理工艺仿真软件,三十多年来的工业实践证明了软件的准确性和稳定性。DEFORM软件领先行业同类软件,率先具备感应淬火和电阻加热等高级分析功能,真正实现了同一平台下多种物理场的耦合计算,帮助设计人员进一步认识和了解感应淬火工艺过程,优化工艺方案。

DEFORM软件可以采用有限元(FEM)和边界元(BEM)等两种方法模拟感应淬火工艺过程,如下图所示:

有限元法(FEM) 边界元法(BEM)

应用案例

案例一:曲轴坯料感应加热

该案例为曲轴坯料的预热过程模拟,借助DEFORM软件边界元法模拟整个感应加热过程,准确获得工件温度场及相组织体积分数,为设计人员工艺优化设计提供理论依据。坯料温度场分布如下图所示:

工件温度场

工件内部感应加热温度变化

案例二:轴感应淬火

该案例模拟轴零件感应淬火工艺过程,轴首先奥氏体化,然后通过喷水冷却方式实现表面硬化。轴感应淬火温度场及马氏体体积分数分布如下图所示:

温度场 马氏体体积分数及分布

轴类件感应淬火过程

案例三:直齿圆柱齿轮感应淬火

该案例为直齿圆柱齿轮感应淬火仿真分析,感应线圈绕轴线旋转,使轮齿均匀加热。感应加热过程中齿轮先奥氏体化,冷却过程中转变为马氏体。装配体模型、齿轮温度场及相组织体积分数分布如下图所示:

装配体模型 温度场 相组织体积分数

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