材料加工过程的数值模拟(122页).ppt

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材料加工过程的数值模拟(122页)

3.有限元解法 3.有限元解法 3.有限元解法 4.有限元工程实例 计算机模拟促进了热加工工艺改进 ——大型船用曲轴锻造数值模拟研究 计算机模拟促进了热加工工艺改进 ——大型船用曲轴锻造数值模拟研究 计算机模拟促进了热加工节能降耗 ——大型轴类锻件倒棱滚圆过程的数值模拟研究 初始坯料形状、不同型砧(平砧、 90°V砧和120oV砧)倒棱后锻 件形状、以及120oV砧滚圆后形状 计算机模拟促进了热加工节能降耗 ——大型轴类锻件倒棱滚圆过程的数值模拟研究 不同型砧下的锻件倒棱、滚圆后的断面形 状精度 计算机模拟促进了热加工节能降耗 ——多工步成形中的空洞型缺陷演化 大型长方体钢锭平砧拔长后的空洞闭合情况(外观图和剖面图) 基于空洞演化的体胞模型, 通过数值模拟可以为锻件 “控性”提供理论分析基 础,也为新工艺的创成提 供了依据。 计算机模拟促进了热加工节能降耗 ——汽车传动系统锻件的飞边余量 计算机模拟促进了热加工节能降耗 ——汽车传动系统锻件的飞边余量 50 某汽车传动系统锻件的 飞边余量原来占到总重 量的约50%,经过计算 机模拟,改进了锻造工 25 艺设计,使飞边余量降 低到25%,通过节省原 材料降低了能耗。 飞边余量的降低百分比 计算机模拟促进了热加工节能降耗,还保证了产品质量 ——大型合金钢模块 P20大模块预冷→水淬→自回火→水淬→自回 火处理后珠光体分布云图 国家体育馆空间结构梁焊接变形 隔板 66 第 4 段 第 3 段 外侧腹板 隔板 22a 隔板 38 隔板 39 隔板 41 第 2 段 上翼板 内侧腹板 下翼板 隔板 B1 隔板 37 隔板编号示意图 隔板焊缝 G4 第 1 段 结构整体示意图 隔板焊缝 G1 隔板焊缝 G2 隔板焊缝 G3 主焊缝 Z1 主焊缝 Z2 焊缝的空间分布及编号图 主焊缝 Z4 主焊缝 Z3 注:隔板焊缝编号以一个隔板 为例,其余隔板相同。 perature(°C)Temp 宁德项目2#反应堆压力容器接管段 温度 700 应力 600 500 400 300 200 WELD2 WELD1 modified design Temperature in weld vicinity 0 50 100 150 200 250 300 350 400 100 Distance (mm) 焊接残余应力与焊缝布置 核电装备堆内构件应力槽计算 isplacement(mDi mm) 斜接管交换器焊接变形预测 0.50 first second third fourth b 0.20 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 内环2 内环1 内环3 0.10 0.05 0.15 外环2 a 外环1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0.00 Distance in axial direction(mm) 真空高压气淬炉流场温度场模拟 真 空 炉 实 体 真 空 炉 模 型 炉 内 流 场 工 件 内 部 温 度 场 5.DeformTM简介及举例 * 材料加工过程的数值模拟 主讲人:张振亚 江苏大学复合材料课题组 E-mail: z.y.zhang@ Tel:第一讲 数值模拟概述 1. 引言 2. 偏微分方程 3. 有限元解法 4. 有限元工程实例 5. DeformTM简介及举例 6. 有限元中数学原理(选讲) 宏观尺度材料计算 有限差分法FDM 有限元法 FEM 有限体积法FVM 1.引言 计算材料学 宏观尺度材料计算 1.引言 连续介质(continuum) 流体力学或固体力学等宏观尺度模拟研究的基本假设之一 它认为流体或固体质点在空间是连续而无空隙地分布的,且质点具有宏观物理量如质量、速度、压强、温度等,都是空间和时间的连续函数,满足一定的物理定律(如质量守恒定律、牛顿运动定律、能量守恒定律、热力学定律等)。 有了连续介质假设,就可以在宏观尺度研究中广泛运用数学分析这一强有力的工具。 宏观尺度材料设计—有限元方法 1.引言 有限元法的形成 有限元法是随着电子计算机的发展而迅速发 展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先 在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分 析中应用的一种有效的数值分析方法,随后很 快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力 学等连续性问题。 宏观尺度材料设计—有限元方法 1.引言 有限元法的基本思想: 1

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