| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第12-22页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第12-15页 |
| 1.1.1 课题背景 | 第12-14页 |
| 1.1.2 课题研究意义 | 第14-15页 |
| 1.2 铸件残余应力 | 第15-16页 |
| 1.2.1 残余应力产生机理 | 第15页 |
| 1.2.2 铸造应力的分类 | 第15页 |
| 1.2.3 残余应力对机床精度保持性的影响 | 第15-16页 |
| 1.3 残余应力的消除方法 | 第16-17页 |
| 1.3.1 自然时效 | 第16页 |
| 1.3.2 热时效 | 第16页 |
| 1.3.3 振动时效 | 第16-17页 |
| 1.4 残余应力及金属热处理研究现状 | 第17-18页 |
| 1.4.1 残余应力研究现状 | 第17页 |
| 1.4.2 金属热处理研究现状 | 第17-18页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第18-19页 |
| 1.6 研究的技术路线 | 第19-22页 |
| 第二章 铸造过程及热时效过程理论 | 第22-34页 |
| 2.1 数值模拟平台的选择 | 第22-25页 |
| 2.1.1 ProCAST软件的介绍 | 第22-23页 |
| 2.1.2 ABAQUS软件的介绍 | 第23-24页 |
| 2.1.3 ProCAST和ABAQUS数据接口的介绍 | 第24-25页 |
| 2.1.3.1 ProCAST残余应力场的导出 | 第24页 |
| 2.1.3.2 ABAQUS残余应力文件的导入 | 第24-25页 |
| 2.2 铸造过程的数值模拟理论基础 | 第25-30页 |
| 2.2.1 铸造充型过程数值模拟理论基础 | 第25-28页 |
| 2.2.1.1 铸造充型过程的数学模型 | 第25-26页 |
| 2.2.1.2 紊流模型 | 第26-27页 |
| 2.2.1.3 自由表面的处理 | 第27-28页 |
| 2.2.2 铸造凝固过程数值模拟理论基础 | 第28-30页 |
| 2.2.2.1 铸造凝固过程的数学模型 | 第28页 |
| 2.2.2.2 铸造凝固过程的边界条件 | 第28-29页 |
| 2.2.2.3 结晶潜热的处理 | 第29-30页 |
| 2.3 热时效过程的数值模拟理论基础 | 第30-32页 |
| 2.3.1 热传导 | 第30页 |
| 2.3.2 热对流 | 第30-31页 |
| 2.3.3 热辐射 | 第31-32页 |
| 2.4 本章小结 | 第32-34页 |
| 第三章 床身铸件铸造过程数值模拟仿真及试验研究 | 第34-64页 |
| 3.1 ProCAST的计算流程 | 第34-35页 |
| 3.2 建立三维模型 | 第35-37页 |
| 3.2.1 建立KHB100机床床身铸件三维模型 | 第35-36页 |
| 3.2.2 建立简易的砂箱模型 | 第36-37页 |
| 3.3 有限元数值模拟模型的建立 | 第37-40页 |
| 3.3.1 网格的划分 | 第38-39页 |
| 3.3.2 界面的赋值 | 第39-40页 |
| 3.4 边界条件及初始条件的确定 | 第40-45页 |
| 3.4.0 浇注速度、浇注温度及初始温度的确定 | 第40-41页 |
| 3.4.1 铸件、砂箱和砂芯材料属性参数的确定 | 第41-44页 |
| 3.4.2 设置运行参数 | 第44-45页 |
| 3.5 温度场、应力场 | 第45-54页 |
| 3.5.1 充型过程温度场 | 第45-48页 |
| 3.5.2 凝固过程温度场 | 第48-51页 |
| 3.5.3 关键点温度变化分析 | 第51-53页 |
| 3.5.4 残余应力场 | 第53-54页 |
| 3.6 关键点应力随时间变化情况分析 | 第54-56页 |
| 3.7 残余应力的测量及数据对比分析 | 第56-62页 |
| 3.7.1 残余应力测量试验原理 | 第56-57页 |
| 3.7.2 应力释放系数标定试验 | 第57页 |
| 3.7.3 残余应力测量试验 | 第57-59页 |
| 3.7.4 试验测量残余应力数据分析 | 第59-60页 |
| 3.7.5 试验数据与数值模拟数据对比分析 | 第60-62页 |
| 3.8 本章小结 | 第62-64页 |
| 第四章 床身铸件热时效过程数值模拟仿真 | 第64-82页 |
| 4.1 热时效工艺分析 | 第64-65页 |
| 4.2 床身铸件热时效仿真建模 | 第65-72页 |
| 4.2.1 有限元网格的导入 | 第65-67页 |
| 4.2.2 初始残余应力的导入 | 第67-70页 |
| 4.2.2.1 初始残余应力场文件 | 第67-68页 |
| 4.2.2.2 初始残余应力场导入结果 | 第68-70页 |
| 4.2.3 材料属性的设置 | 第70页 |
| 4.2.4 分析步的设置 | 第70-71页 |
| 4.2.5 边界条件及预定义场的设置 | 第71-72页 |
| 4.2.5.1 热分析过程的边界条件的设置 | 第71-72页 |
| 4.2.5.2 应力分析过程的预定义温度场的设置 | 第72页 |
| 4.3 热时效后应力模拟结果 | 第72-77页 |
| 4.4 床身铸件热时效前后的残余应力比较 | 第77-80页 |
| 4.5 本章小结 | 第80-82页 |
| 第五章 热时效过程分析及改进 | 第82-90页 |
| 5.1 热时效工艺参数效果分析 | 第82-83页 |
| 5.1.1 升温速度 | 第82页 |
| 5.1.2 保温时间和保温温度 | 第82-83页 |
| 5.1.3 降温速度 | 第83页 |
| 5.2 不同的降温速度下的残余应力比较 | 第83-88页 |
| 5.2.1 不同的降温速度下的热时效残余应力云图 | 第84-85页 |
| 5.2.2 不同的降温速度下的热时效残余消除效果比较 | 第85-88页 |
| 5.3 本章小结 | 第88-90页 |
| 第六章 结论与展望 | 第90-94页 |
| 6.1 结论 | 第90-91页 |
| 6.2 展望 | 第91-94页 |
| 致谢 | 第94-96页 |
| 参考文献 | 第96-100页 |
| 附录 攻读硕士期间取得的学术成果 | 第100页 |