基于瞬态传热的含裂缝热态环形锻件传热模型研究

发布时间：2020-12-21 06:03

　　环形锻件是核电、石化、船舶、航空和化工行业等领域的关键基础部件,如航空发动机、煤液化反应器筒节、加氢反应器筒节、导弹发射壳体和发电机护环等,其生产质量要求高,是制约重型装备制造业持续发展的瓶颈,已然成为重大装备制造业的核心。环形锻件存在裂缝、折叠等锻造缺陷,会使材料的机械性能明显变差,严重影响锻件的质量。对含裂缝热态环形锻件的传热模型进行研究,依据传热模型判断锻造过程中内部温度场的异常变化,及时有效的改善锻造工艺,尽量避免残次品的产生,提高锻件的成型质量和精度,也为锻件缺陷的定性识别提供理论支撑,对提高生产达标锻件的良品率和锻造的节能降耗具有重要的现实意义。本文主要针对热态环形锻件存在的裂缝问题,提出一种基于瞬态传热理论的含裂缝热态环形锻件传热模型,具体内容如下:首先,基于微元体的传热特性,分析裂缝区域高温气体、热物性参数对锻件温度场变化规律产生的影响,推导满足微元体热平衡关系的导热微分方程,并以瞬时热流量为中介变量,对换热系数、热导率进行修正。其次,基于推导的热平衡方程建立锻件、裂缝传热微分方程组,求解得出的裂缝温度场函数作为瞬态温度场下传热微分泛定方程的定解条件,结合环形锻件内外环... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

航空发动机机匣

1.1 课题研究的背景和意义环形锻件是锻造行业中的产物，是金属坯料施加外力，通过塑性变形塑造的要求变成合适的压缩力的环形物件。环形锻件在我国已有数千年的历史，其锻造过程是在各种锻造设备上采用锻造工具进行的，按所用设备和工具的不同，可分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造四类。环形锻件是一类特色鲜明、功用突出的锻件，在电力、石油、能源、航空航天等领域有着广泛应用[1]，譬如航空发动机机匣 、涡轮风扇发动机等都在其范畴之内，如图 1-1、1-2 所示。环形锻件作为众多领域的关键基础部件，成型质量直接影响装备的总体水平和可靠性，对于保障我国机械制造业的长远发展有着重要意义[2]。由于在国民经济社会的发展中扮演着重要角色，且广泛应用于重大装备的核心部位，其制造技术和生产能力已成为衡量一个国家重工业的发展水平与重大、关键技术设备自给能力的主要标志之一[3]。

图 2-1 温度梯度示意图相邻的等温线 A、B 的温度分别为T 和T T为 n 的法线交与等温线 B 上的一点，两点 T与 n的比值极限为温度梯度：dgard limdT TTn n 理意义是在梯度方向n上的温度变化率，在其定义为：在同一物体的不同部分或两个物体之现象。在锻件传热的微观过程中，热传导本质撞击，致使能量从物体的高温部分向低温部分上通过热量1Q 的热流密度为11QqS 。通过傅立

【参考文献】：
期刊论文
[1]多向锻造道次对5182铝合金变形组织的影响[J]. 朱庆丰,王嘉,左玉波,崔建忠.  东北大学学报(自然科学版). 2015(11)
[2]核电厂大型锻件重要工艺参数控制研究[J]. 刘峤,袁育龙,梁书华.  金属加工(热加工). 2015(21)
[3]磨削液参数对磨削强化表面微结构损伤的影响[J]. 张修铭,修世超,王雨时.  东北大学学报(自然科学版). 2015(10)
[4]热态轴类含空洞锻件内部温度场分布[J]. 张玉存,张雷强,付献斌.  中国机械工程. 2015(19)
[5]红外热成像检测技术研究现状及发展趋势[J]. 刘元林,梅晨,唐庆菊,芦玉梅.  机械设计与制造. 2015(06)
[6]大型锻件的锻造工艺研究进展[J]. 田峰,贾琛.  热加工工艺. 2015(05)
[7]基于SVM的轴类大锻件热处理工艺参数优化[J]. 张建荣,程秀全,黄正,夏琴香.  热加工工艺. 2014(08)
[8]红外定量检测缺陷的热传导理论分析模型[J]. 戴文远,李常有.  红外. 2013(04)
[9]大锻件锻造过程中温度场测定及其结果分析[J]. 关明,付赟秋,常志梁,韩书莉.  锻压技术. 2012(02)
[10]柱形件差温加热过程中温度场的数值模拟[J]. 邓淑强,王砚军,王斌.  现代制造技术与装备. 2010(05)

硕士论文
[1]基于温度场的大型热态轴类锻件内部空洞检测研究[D]. 张雷强.燕山大学 2016
[2]工业主管道内壁状态监测方法[D]. 周珊.燕山大学 2013



本文编号：2929325