Abaqus 软件在表面渐进硬化建模中的应用外文文献翻译、中英文翻译.doc

PAGE PAGE 4 附录 A 外文资料译文 Abaqus 软件在表面渐进硬化建模中的应用 摘要：本文讨论了钢淬火过程中固态相变的数值模拟。Abaqus 软件用于分析过程中 温度场和相变的数值分析。采用 FORTRAN 语言编写的数值子程序，在计算机模拟中应用了可动热源的分布模型、固态相变的动力学以及热和结构应变。在分析中考虑了变温淬火材料的热力学性质。结构转换被认为是:基结构-奥氏体，奥氏体-珠光体，贝氏体和奥 氏体-马氏体。在连续加热图(CHT)和连续冷却图(CCT)的基础上，建立了各阶段分数的评价模型和动力学模型。在给出的数值算例中，对淬硬元件的相分量进行了估计。计算机模拟允许温度场的确定和应力应变状态的分析。 关键词：硬化；数值模拟；abaqus；相变； 1.介绍 表面硬化技术经常被使用。没有一种综合的数值模型可以对伴随这种硬化过程的现象提供可靠的评估。对具有高功率的集中热源进行了渐进硬化处理。靠近这一来源的是一个高温和相当大的梯度。硬化钢的温度和相变是产生重要的热和结构应变的原因，从而产生残余应力和时间应力。 2. 模型的热现象 利用对流单元的传热方程对热现象进行建模。有哪些信誉好的足球投注网站温度场的参数是空间坐标(拉格朗 日坐标系)和时间。 ，α? 2T(x t) - ?T(x，t) ， ?t + ? T(x t) ? v = -Q ，C ，  (1) 地点:T = T(x,T)是温度(K),一个是热扩散率、比热容,Q 是元素的体积热源考虑热一代从源,v 是光束的速度向量,x 是考虑粒子的位置向量(点),T 是时间[s]。 式(1)由[2]中提出的方法求解。这个解决方案适用于图 1a 所示的源的几何形状和配置。 PAGE PAGE 5 图 1 （a）考虑系统的方案 图 2 （b）热源的操作平面 两种来源:首先是高斯分布的热源，其次是喷射水流的距离 z = -d。第二源的分布选择了线性渗透(x=x+d0)。为加热源的来源，水被喷射到 25 毫米的距离。喷射水的宽度为 20 毫米。在喷淋水冷却的表面，由周围介质的温度和样品表面温度的差(条件牛顿)进行。 PAGE PAGE 6 1Q (x) = 1 P(1-R)exp(-(x)2+(z)2)- β y 2πr22r2||(2)?地点:P 是动力来源于加热源,R 是反射并表示吸收系数。z=z0+v?t, z0 是热源的中心， 2πr2 2r2 | | (2) 图 1b 显示了沿 x 坐标的硬化物体表面的时间(热循环)温度分布。 2.相变的固态、结构和热应变 建立 C60 碳钢连续冷却图(CCT)在固态基础上的相变动力学模型 在 UEXPAN 子程序中确定了在加热过程中，在加热过程中确定的加热和冷却速率的奥氏体化温度(Ac1, Ac3)，以及在冷却过程中每个相变的最终温度(Ff, Pf, Bf, Mf)和最终温度(Ff, Pf, Bf, Mf)。在这一子例程内插值和 CCT 图是用结构件的分数图来实现的(图 2)。 图 2 CCT 图的的考虑方案 在加热过程中形成的奥氏体的相位差是用一种 Machnienko 模型来确定的。温度和冷却速率决定了奥氏体在冷却过程中的相分量。在已形成的阶段中，如贝氏体、铁素体和珠光体等部分也由用于扩散的模型(Machnienko 公式)所决定，考虑到先前形成阶段的现有部分。 η (T,t) = 1 - exp(-k  TsA-T ),η  (T,t) = η % η (1-exp)(-k( Ti -T ))(3) sA T -T ( ) s ( ) A  Ti -Ti sA fA s f PAGE PAGE 7 奥氏体对马氏体的转化定义如下[8,9]: 1-exp -k(( 1-exp -k(  s M -T s  m)) s s f M ( ) A Ms-M-f η(T) = η% η),T ∈[M ,M ](4)其中:Ms 和Mf η (T) = η % η ) ,T ∈ [M ,M ] (4) 温度和相变(结构应变)的各向同性应变由公式[10,11]决定: dεTPh = ∑i=5α η dT - εPhdη ,dεTPh = ∑i=5α η dT + ∑j=5εPhdη (5) i=1 i i A A i=1 i i j=1 j j i i地点：i，j=A,B,F,M 和 P,α = α (T i i εPh = εPh(T)代表相变的各向同性变形: 初始结构的奥氏体，贝氏体、铁氧体、马氏体或珠 i i 光体中的奥氏体。 3.力学现象 通过求解速率平衡方程得到了与硬化有关的应力信息，并辅以本构化合物和适当的初始和边界条件。因此，有机会反映温度和相位组成的材料常数的变化在以下的负