| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 目录 | 第9-17页 |
| 第1章 绪论 | 第17-39页 |
| 1.1 课题背景及研究目的意义 | 第17-18页 |
| 1.2 ZL114A 和 ZL205A 铸造铝合金热处理的研究现状 | 第18-22页 |
| 1.2.1 ZL114A 铸造铝合金热处理的研究现状 | 第19-21页 |
| 1.2.2 ZL205A 铸造铝合金热处理的研究现状 | 第21-22页 |
| 1.3 金属大型复杂构件热处理的变形问题 | 第22-27页 |
| 1.3.1 金属淬火过程变形的描述 | 第22-24页 |
| 1.3.2 淬火过程中金属表面与介质换热的描述 | 第24-26页 |
| 1.3.3 金属大型复杂构件淬火过程的变形问题 | 第26-27页 |
| 1.4 金属淬火数值模拟的研究现状 | 第27-35页 |
| 1.4.1 金属淬火过程的多物理场描述 | 第28页 |
| 1.4.2 金属淬火过程的热力耦合模拟计算 | 第28-33页 |
| 1.4.3 淬火槽内介质流场的模拟 | 第33-34页 |
| 1.4.4 金属热处理的流固耦合模拟计算 | 第34-35页 |
| 1.5 国内外常用的热处理模拟软件 | 第35-36页 |
| 1.6 热处理过程数值模拟难点及问题 | 第36-37页 |
| 1.7 本文主要研究内容 | 第37-39页 |
| 第2章 材料及研究方法 | 第39-61页 |
| 2.1 研究思路 | 第39页 |
| 2.2 试验材料 | 第39-40页 |
| 2.3 研究对象 | 第40-42页 |
| 2.3.1 典型铝合金轴对称件 | 第40页 |
| 2.3.2 典型铝合金大型复杂构件 | 第40-41页 |
| 2.3.3 实际铝合金大型复杂构件 | 第41-42页 |
| 2.4 试验研究方法 | 第42-45页 |
| 2.4.1 金相组织观察 | 第42页 |
| 2.4.2 差示扫描量热分析 | 第42-43页 |
| 2.4.3 热模拟压缩变形实验 | 第43-44页 |
| 2.4.4 淬火过程介质冷却特性测试方法 | 第44-45页 |
| 2.4.5 铝合金大型构件变形的测量方法 | 第45页 |
| 2.5 数值模拟及优化设计方法 | 第45-52页 |
| 2.5.1 有限元模拟计算方法 | 第45-46页 |
| 2.5.2 流体力学数值模拟计算方法 | 第46页 |
| 2.5.3 人工神经网络方法 | 第46-52页 |
| 2.6 模拟计算的数学模型及各物理场基本假设 | 第52-61页 |
| 2.6.1 温度场数学模型及其基本假设 | 第52-55页 |
| 2.6.2 应力场数学模型及其基本假设 | 第55-58页 |
| 2.6.3 流场数学模型及其基本假设 | 第58-61页 |
| 第3章 材料本构方程及淬火介质动态换热系数 | 第61-82页 |
| 3.1 引言 | 第61页 |
| 3.2 模拟计算所采用的热处理工艺 | 第61-64页 |
| 3.2.1 ZL114A 和 ZL205A 合金固溶温度的确定 | 第61-63页 |
| 3.2.2 模拟计算所采用固溶淬火工艺的确定 | 第63-64页 |
| 3.3 ZL114A 和 ZL205A 铝合金本构方程的建立 | 第64-73页 |
| 3.3.1 ZL114A 铝合金本构方程的建立 | 第64-68页 |
| 3.3.2 ZL205A 铝合金本构方程的建立 | 第68-72页 |
| 3.3.3 材料本构模型在 ABAQUS 软件上的实现 | 第72-73页 |
| 3.4 淬火冷却介质换热系数的计算 | 第73-81页 |
| 3.4.1 淬火介质冷却曲线和冷却速率曲线 | 第73-75页 |
| 3.4.2 淬火介质换热系数的计算 | 第75-81页 |
| 3.5 本章小结 | 第81-82页 |
| 第4章 淬火槽介质流场的数值模拟与优化设计 | 第82-101页 |
| 4.1 引言 | 第82页 |
| 4.2 淬火槽介质流场数值模型的建立 | 第82-86页 |
| 4.2.1 未置搅拌系统的淬火槽内介质流场模型 | 第82-84页 |
| 4.2.2 配有搅拌系统的淬火槽内介质流场模型 | 第84-86页 |
| 4.3 未置搅拌装置的淬火槽内介质流场模拟的研究 | 第86-88页 |
| 4.4 置搅拌装置的淬火槽内介质流速和流场均匀性及控制因素 | 第88-93页 |
| 4.4.1 导流筒的形状及均流装置对介质流场的影响规律 | 第88-89页 |
| 4.4.2 螺旋桨的旋转速度对介质流速的影响 | 第89-91页 |
| 4.4.3 螺旋桨的直径对介质流速的影响 | 第91-92页 |
| 4.4.4 均流板的位置对介质流速的影响 | 第92-93页 |
| 4.5 淬火槽介质流场模拟算例验证 | 第93-96页 |
| 4.6 淬火槽介质流场模拟与人工神经网络的协同优化 | 第96-99页 |
| 4.7 本章小结 | 第99-101页 |
| 第5章 铝合金典型轴对称件热处理过程的热力耦合模拟 | 第101-124页 |
| 5.1 引言 | 第101页 |
| 5.2 铝合金轴对称件热处理过程数值模型 | 第101-106页 |
| 5.2.1 金属零件热处理过程的描述及影响因素 | 第101-102页 |
| 5.2.2 轴对称件热处理过程有限元模型的建立 | 第102-103页 |
| 5.2.3 热力耦合模拟计算的求解流程 | 第103-104页 |
| 5.2.4 拉伸变形去应力有限元模型的建立 | 第104-105页 |
| 5.2.5 有限元模拟计算参数的确定 | 第105-106页 |
| 5.3 铝合金轴对称件热力耦合有限元仿真 | 第106-112页 |
| 5.3.1 温度场模拟结果及分析 | 第106-108页 |
| 5.3.2 淬火残余应力的模拟结果及分析 | 第108-110页 |
| 5.3.3 拉伸变形消除淬火残余应力 | 第110-112页 |
| 5.4 算例验证 | 第112-117页 |
| 5.5 拉伸变形消除淬火残余应力的控制因素 | 第117-123页 |
| 5.5.1 拉伸率对淬火残余应力的影响 | 第117-118页 |
| 5.5.2 拉伸速度对淬火残余应力的影响 | 第118-120页 |
| 5.5.3 介质水的温度淬火残余应力的影响 | 第120-122页 |
| 5.5.4 轴对称件长径比对淬火残余应力的影响 | 第122-123页 |
| 5.6 本章小结 | 第123-124页 |
| 第6章 铝合金大型复杂构件热处理过程的多场耦合模拟与验证 | 第124-159页 |
| 6.1 引言 | 第124页 |
| 6.2 铝合金大型复杂构件热处理过程数值模型 | 第124-126页 |
| 6.2.1 铝合金大型复杂构件淬火过程的描述 | 第124页 |
| 6.2.2 铝合金大型复杂构件热处理过程数值模型 | 第124-126页 |
| 6.2.3 构件热处理过程模拟的三种情况 | 第126页 |
| 6.2.4 有限元模拟计算参数的确定 | 第126页 |
| 6.3 构件热处理过程的数值模拟 | 第126-135页 |
| 6.3.1 温度场的模拟结果及分析 | 第126-131页 |
| 6.3.2 应力场的模拟结果及分析 | 第131-132页 |
| 6.3.3 构件淬火变形的模拟结果及分析 | 第132-135页 |
| 6.4 构件淬火残余应力及变形的控制因素 | 第135-148页 |
| 6.4.1 边界条件对构件淬火残余应力及变形的影响规律 | 第135-137页 |
| 6.4.2 固溶温度对构件淬火残余应力及变形的影响规律 | 第137-138页 |
| 6.4.3 介质及其温度对构件淬火残余应力及变形的影响规律 | 第138-139页 |
| 6.4.4 构件的壁厚对其淬火残余应力及变形的影响规律 | 第139-141页 |
| 6.4.5 构件淬入介质所需时间对淬火残余应力及变形的影响规律 | 第141-142页 |
| 6.4.6 介质状态对构件淬火残余应力及变形的影响规律 | 第142-148页 |
| 6.5 实际铝合金大型复杂构件热处理变形模拟及实验验证 | 第148-157页 |
| 6.5.1 加强筋数量对构件热处理变形的影响及实验验证 | 第148-151页 |
| 6.5.2 支撑筋板的形状对构件热处理变形的影响及实验验证 | 第151-154页 |
| 6.5.3 构件入水方式对热处理变形的影响及实验验证 | 第154-156页 |
| 6.5.4 实际构件淬火变形模拟值与实测值对比分析 | 第156-157页 |
| 6.6 本章小结 | 第157-159页 |
| 结论 | 第159-161页 |
| 参考文献 | 第161-171页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第171-175页 |
| 致谢 | 第175-176页 |
| 个人简历 | 第176页 |
