| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-11页 |
| 第一章 绪论 | 第17-29页 |
| 1.1 引言 | 第17页 |
| 1.2 雾化气体淬火技术研发现状 | 第17-23页 |
| 1.2.1 雾化气体淬火工艺的应用 | 第17-19页 |
| 1.2.2 雾化气体淬火过程的数值模拟 | 第19-21页 |
| 1.2.3 雾化气体淬火过程的表面综合换热系数 | 第21-22页 |
| 1.2.4 工件雾化气体淬火应力场 | 第22-23页 |
| 1.3 淬火过程计算机模拟的数值方法 | 第23-24页 |
| 1.4 论文研究思路及方法 | 第24-25页 |
| 1.5 本论文的研究意义和研究内容 | 第25-26页 |
| 1.5.1 研究意义 | 第25-26页 |
| 1.5.2 研究内容 | 第26页 |
| 1.6 论文研究工作的创新点 | 第26-29页 |
| 第二章 淬火应力场的数理模型 | 第29-53页 |
| 2.1 淬火应力概述 | 第29-34页 |
| 2.1.1 淬火应力及其由来 | 第29-30页 |
| 2.1.2 淬火应力对材料性能的影响 | 第30-34页 |
| 2.1.3 测定淬火残余应力的方法 | 第34页 |
| 2.2 雾化气体淬火过程的多物理场耦合关系 | 第34-36页 |
| 2.3 淬火热传导基本原理 | 第36-41页 |
| 2.3.1 传热方程的建立 | 第36-37页 |
| 2.3.2 初始条件和边界条件 | 第37-40页 |
| 2.3.3 淬火相变潜热的处理 | 第40-41页 |
| 2.4 淬火过程材料的相变及其性能参数 | 第41-45页 |
| 2.4.1 相变条件与相变量的计算 | 第41-44页 |
| 2.4.2 材料性能参数的确定 | 第44-45页 |
| 2.5 雾化气体淬火时的热弹塑性本构关系 | 第45-51页 |
| 2.5.1 热弹性问题 | 第45-46页 |
| 2.5.2 热弹塑性问题 | 第46-51页 |
| 2.5.3 热弹塑性本构关系的增量形式 | 第51页 |
| 2.6 本章小结 | 第51-53页 |
| 第三章 淬火应力场压力边界条件的确定与实验装置的改进 | 第53-81页 |
| 3.1 流场控制方程及边界条件 | 第53-59页 |
| 3.1.1 连续性方程 | 第53-54页 |
| 3.1.2 运动方程 | 第54-55页 |
| 3.1.3 能量方程 | 第55-56页 |
| 3.1.4 混合模型的控制方程 | 第56-58页 |
| 3.1.5 初始条件和边界条件 | 第58-59页 |
| 3.2 数值模拟前处理 | 第59-63页 |
| 3.2.1 实体模型的建立 | 第59-60页 |
| 3.2.2 三维湍流流场的网格模型的建立 | 第60-61页 |
| 3.2.3 热物性参数处理 | 第61-62页 |
| 3.2.4 模型坐标系与代表性截面位置 | 第62-63页 |
| 3.3 速度场模拟结果与分析 | 第63-67页 |
| 3.3.1 Y=0m截面 | 第63-64页 |
| 3.3.2 Z=0.082m截面 | 第64-66页 |
| 3.3.3 出口截面 | 第66-67页 |
| 3.4 压力场模拟结果与分析 | 第67-69页 |
| 3.4.1 Y=0m截面 | 第67页 |
| 3.4.2 Z=0.082m截面 | 第67-68页 |
| 3.4.3 出口截面 | 第68-69页 |
| 3.5 淬火设备结构对流场的影响 | 第69-72页 |
| 3.5.1 不同结构淬火设备的流场模拟结果 | 第69-71页 |
| 3.5.2 试件不同放置位置对流场的影响 | 第71-72页 |
| 3.6 淬火实验装置结构的改进 | 第72-75页 |
| 3.6.1 气体的压力和流速对试件传热性能的影响 | 第72-73页 |
| 3.6.2 不同结构雾化气体淬火设备的流场模拟结果分析 | 第73-74页 |
| 3.6.3 淬火实验装置结构的改进措施 | 第74-75页 |
| 3.7 淬火应力场压力边界条件的确定 | 第75-77页 |
| 3.7.1 试件圆柱侧面所受的流体压力 | 第75-76页 |
| 3.7.2 试件上端面和下端面所受的流体压力 | 第76-77页 |
| 3.8 流速模拟结果的验证 | 第77-79页 |
| 3.8.1 雾化气体淬火过程流量控制和测试原理 | 第77-78页 |
| 3.8.2 进出口流速测试及验证 | 第78-79页 |
| 3.9 本章小结 | 第79-81页 |
| 第四章 淬火换热边界条件的确定 | 第81-105页 |
| 4.1 淬火过程非线性传热控制方程组的有限差分格式 | 第81-84页 |
| 4.1.1 导热方程的有限差分格式 | 第81-83页 |
| 4.1.2 淬火换热边界条件的有限差分格式 | 第83页 |
| 4.1.3 淬火热传导控制方程组的有限差分格式 | 第83-84页 |
| 4.2 表面综合换热系数的反传热求解法 | 第84-88页 |
| 4.2.1 热传导反问题 | 第84-85页 |
| 4.2.2 求解原理 | 第85页 |
| 4.2.3 反求迭代增量Δh | 第85-86页 |
| 4.2.4 估算过程 | 第86-88页 |
| 4.3 计算结果与分析 | 第88-94页 |
| 4.3.1 计算结果 | 第88-91页 |
| 4.3.2 不同工况下表面综合换热系数的比较 | 第91-94页 |
| 4.4 试件淬冷温度的测试实验 | 第94-100页 |
| 4.4.1 实验原理和设备 | 第94-96页 |
| 4.4.2 实验方案和步骤 | 第96-97页 |
| 4.4.3 淬火冷却温度测试结果 | 第97-100页 |
| 4.5 计算结果的验证 | 第100-104页 |
| 4.6 本章小结 | 第104-105页 |
| 第五章 淬火应力场的数值模拟与残余应力的测试 | 第105-141页 |
| 5.1 淬火应力场的有限元分析 | 第105-114页 |
| 5.1.1 淬火应力场的有限元基本方程 | 第105-111页 |
| 5.1.2 淬火应力场的有限元求解 | 第111-113页 |
| 5.1.3 应用有限元软件求解淬火应力场 | 第113-114页 |
| 5.2 圆柱体淬火试件应力场的求解 | 第114-127页 |
| 5.2.1 二维淬火应力场的求解结果 | 第115-122页 |
| 5.2.2 三维淬火应力场的求解结果 | 第122-125页 |
| 5.2.3 二维与三维淬火应力场的求解结果的比较 | 第125-127页 |
| 5.3 圆柱体试件淬火应力场模拟计算结果分析 | 第127-129页 |
| 5.4 淬火残余应力的测试和应力场的验证 | 第129-133页 |
| 5.4.1 实验原理 | 第129-130页 |
| 5.4.2 实验设备与实验过程 | 第130-131页 |
| 5.4.3 实测结果与验证 | 第131-133页 |
| 5.5 复杂形状零件雾化气体淬火时的应力场数值模拟 | 第133-140页 |
| 5.5.1 齿轮三维实体模型和有限元模型的建立 | 第134页 |
| 5.5.2 模拟结果与分析 | 第134-140页 |
| 5.6 本章小结 | 第140-141页 |
| 第六章 结论与展望 | 第141-145页 |
| 6.1 主要结论 | 第141-143页 |
| 6.2 研究展望 | 第143-145页 |
| 致谢 | 第145-147页 |
| 参考文献 | 第147-157页 |
| 附录 攻读学位期间承担的科研任务和主要成果 | 第157-159页 |
