曲轴感应淬火温度场的ANSYS模拟.pdfVIP

学兔兔 画铸Found造ryEn工ginee程ring 曲轴感应淬火温度场的ANSYS模拟 陈填嵘 (上海市机械制造工艺研究所有限公司，上海 200070) 摘要：利用ANSYS有限元仿真软件，建立简单曲轴的有限元模型，根据感应淬火工艺要求加载 热流进行温度场仿真，并将温度结果作为载荷进行结构仿真，得到曲轴的残余应力分布。仿真 结果表明，曲轴感应淬火后残余压应力主要集中在连杆颈，而连杆中部则有残余拉应力存在。 关键词：曲轴；温度场；有限元 中图分类号：TP391．9 文献标识码 ：A 文章编号：1673—3320(2016)02—0042—04 TheANSYSSimulationoftheInductionQuenchingTemperatureField CHENTianrong (ShanghaiMachineBuildingTechnologyInstituteCo．，Ltd．，Shanghai201901，China) Abstract：ByusingthefiniteelementsoftwareANSYS．asimplefiniteelementmodelofthecrankshaft hasbeencreated．Theheatfluxhasbeenloadedaccordingtotherequirementsofinductionhardening processandthetemperaturefieldsimulationhasbeencarriedout．Thetemperaturefieldsimulation resultswastakenastheloadforthestructuresimulation，thedistributionofresidualstresshasbeengot． Thesimulationresultsshow that．theresidualcompressivestressafterinductionhardeningcrankshafts aremainlyconcentratedinmeconnectingrodneck．whiletheresidualtensilestresshasbeenofundinthe middlepartoftheconnectingrod． Kevwords：crank shaft；thermalfield；finiteelementanalysis 研究表 明，轴类零件的断裂失效大多由表面 的热膨胀，实现了三维实体的电磁一热耦合仿真 【]。 开裂引发 【]，进入新世纪后，国内厂家对于轴类 零件普遍采用感应淬火来提高表面强度 ：【]，因此 1 原理 通过模拟计算控制热处理质量成为一个新热点。 有限单元法是解决工程实际问题 的重要方 近 年 来 ，随着 我 国工业 现代 化 的不 断推 法 。对于不易获得解析解得复杂系统，通过把计 进 ，以及计算机 的大规模普及 ，计算力学逐渐 算域离散为有限个小尺寸的单元，用单元内的近 被投入到生产实践中去。仿真软件如ANSYS、 似解替代整体解 ，当单元尺寸足够小时，可认为 ADAMS、DEFORM的 日益完善，极大地降低 了 场变量的离散化误差趋向于满足工程计算所允许 工程计算门槛，进一步减少了计算成本，仿真计 的误差范围。 算对 中小企业 已经成为可能。 具体而言，首先确定等参单元的形函数，推 李卫民等研究了简单圆轴高频感应淬火的温度 导雅各 比矩阵，进而得到单元 内局部坐