abaqus初步分析结果与方法的探究

1、初步分析结果与方法的探究 孙飞任务书的解读 主要目标: 掌握不同加工条件下变形规律，获得利用应力补偿、多点支撑和内模定位强制可控冷却工艺协调控制大型齿圈加工变形的方法； 形成一套指导大型齿圈加工质量控制的新工艺，并应用于企业大型齿圈的制造和生产。研究工作开展 研究大齿圈变性规律：1）根据大齿圈加工工艺，建立变形模型；2）理论分析变形原因，把握内在机理 补偿法控制变形：1）研究齿圈不同工艺条件下的补偿规律；2）设计加工工装、模具，进行应力补偿，抑制加工应力 多点支撑和内模定位控制变形：1)建立多点支撑和内模定位强制可控冷却工艺下的大型齿圈的应力模型并进行有限元优化；2)设计工装、模具来控制腰鼓和

2、翘曲变形初期工作 建模：将齿圈简化为一环状模型 模拟过程：1)探究利用abaqus模拟齿圈淬火变形的具体方法和细节。 2)淬火过程模拟：高温-油冷-空冷；方法探究 1）理论知识的收集与整理 2）把握关键的模拟步骤基础知识整理1，2为淬火介质流场及其温度场与工件温度场的相互作用和影响；3为变形热；4为热应力5为相变潜热；6表示相变7组织应力和相变塑性；8表示应力诱发相变热物性参数热物性参数主要是指导热系数，密度p和定压比热c, 它们并不是常数,而是随着材料的组织状态和温度而变化的,因此,也随着时间变化而变化。在模拟淬火过程中,每一步的时间步长比较小,因而可以认为在每一时间步内,热物性参数不随时间

3、改变,可由前一时间步的温度和组织状态确定该时间步所用热物性参数值。材料的弹性模量和泊松比也随时间和温度的变化而改变。 对于淬火模拟过程，这些参数的准确度和工件本身的外形都是影响摸拟结果的关键因素，对于查找和获得这些参数也是一项比较繁琐的工作，也可以借助资料查找部分参考值。淬火过程热传递过程参数高温工件与淬火介质之间的热传递（冷却过程）在abaqus中是借助换热系数加以实现的，换热系数的准确性也是至关重要的，有些文献中提到换热系数的测量十分麻烦，而且最后获得的是一函数曲线，而且其准确性也不是很高，另外也有些文献提及利用一些模拟热分析的软件可以获得这个比较关键的参数现在计划借助查找文献获得一些经验

4、值直接借用，后期如何处理还需要工厂给予提供一些支持。关于相变的处理方式但是在 ANSYS 中对于相变潜热有专门的处理方法：一种情况是已知被焊材料在相变前、后材料随温度变化的密度和比热，可以根据这些值用有限元法计算材料不同温度下的热焓，而热焓是指单位质量或体积的物质所含的全部热能，它是关于温度的连续函数。当某一节点的温度跨过熔点或相变点时，会有一定的焓变，通过这个焓变值就可以把潜热考虑进去；另一种情况是已知材料的相变潜热，则当材料的温度跨过相变点时，把相变潜热换算成材料的热焓直接输入到 ANSYS 中。在本课题中，由于材料的密度和比热均为研究所需的热物理参数，课题选用第一种方法，在 ANSYS

5、中建立相关热物理参数的数据库，由 ANSYS 本身推导出焓变值即可，不需要另外进行计算。而在abaqus中直接利用相变潜热来处理，因为abaqus中没有焓的概念，另外通过比热修正法也可以被用来反应相变。但是目前相变潜热还还没有查找出一些参数，所以我做了一个没有考虑相变的模拟过程，具体结果与文献中有一定偏差。未考虑相变的淬火过程结果视图整体变形趋势说明该模拟未考虑相变，另外整体的变形过程齿圈内收，由于假设边界条件控制均匀导致变形相对均匀，此模拟过程只是相对做个说明，后面的工作量还很大。后续工作安排继续大量阅读论文：现在是阅读文献与模拟不能达到很好的统一，自身基础知识相对十分匮乏，所以需要恶补基础知识，查阅各种资料找到有关相