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行业资讯

钢铁热处理作业模拟、淬火模拟、感应硬化过程模拟,你都了解么?


       钢铁热加工技术范围涉及铸造、塑性成形、焊接和热处理,通过它不仅要制造出具有要求形状的工件,而且也要优化最终产品的微观组织。因此,热加工在工程零部件的质量控制、服役寿命和最终可靠性等方面发挥着关键作用,其技术水平当前也是代表了一个公司竞争力的基本要素。

      大量研究工作的推进使得对热加工所制造工件的微观组织和性能的预测精度不断提高,这主要基于对温度、浓度、电磁性能、应力、应变等物理量的偏微分方程的求解。在高性能计算机得到广泛使用之前,偏微分方程解析解是描述这些参数的唯一方法,组织与性能预测的工程应用受到极大限制,也使得热加工工艺的发展依赖于经验和传统实践。计算机预测存在内在的不精确性,其阻碍了材料性能的提高和制造成本的降低。 

      20世纪70年代以来,计算机技术的快速发展使得有效求解偏微分方程成为可能, 这些复杂计算涉及边界条件和初始条件,以及非线性和多变量。数学模型和计算机模拟技术迅速发展。完备的数学模型除集成了材料科学和工程领域基本理论之外,还包括传热学、热弹塑性力学、流体力学和化学等,能描述热加工过程中发生的物理现象。此外,现在利用最新的可视化技术可直观生动地显示温度、应力、应变、浓度、微观组织和流体的演变,进而获知单个工艺参数的作用。 因而,计算及模拟为工艺的优化、工厂和设备的设计提供了额外的决策工件,加速了热加工技术借助于坚实科学计算基础之上的发展。

      逐渐引入的热加工模拟基本数学模型到目前为止, 在一些工程应用方面取得了巨大优势。这个方向的继续研究现在吸引了越来越多的关注,显然它是未来发展的前沿,而全球范围内正在开展日益深入研究。该领域重要研究论文的数量在过去30年中急剧上升。尽管如此,现有模型与真实热加工过程相比仍被认为是高度简化的。这意味着计算机模拟的应用到目前为止相对有限,正是因为这些简化的假设和它们导致的计算精度限制,广泛和持续的研究仍然是必要的。 


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