| 摘要 | 第1-13页 |
| ABSTRACT | 第13-20页 |
| 符号表 | 第20页 |
| 第一章 绪论 | 第20-34页 |
| 1．1 引言 | 第20-21页 |
| 1．2 淬火工艺模拟技术的国内外研究现状 | 第21-26页 |
| 1．2．1 连续冷却条件下的转变 | 第22页 |
| 1．2．2 等温条件的转变 | 第22-24页 |
| 1．2．3 国外淬火工艺模拟研究现状 | 第24-26页 |
| 1．2．4 国内淬火工艺模拟研究现状 | 第26页 |
| 1．3 国内外的热处理软件包 | 第26-28页 |
| 1．4 热处理过程的优化 | 第28-29页 |
| 1．5 淬火过程数值模拟的难点及存在的问题 | 第29-31页 |
| 1．6 本文的主要研究内容 | 第31-34页 |
| 第二章 淬火工艺温度场模拟技术 | 第34-61页 |
| 2．1 引言 | 第34-35页 |
| 2．2 淬火过程导热偏微分方程 | 第35-37页 |
| 2．2．1 温度场控制方程 | 第35页 |
| 2．2．2 初始条件 | 第35-36页 |
| 2．2．3 边界条件 | 第36-37页 |
| 2．3 瞬态温度场的变分 | 第37-45页 |
| 2．3．1 平面瞬态温度场的变分 | 第37-43页 |
| 2．3．2 轴对称瞬态温度场的变分 | 第43-45页 |
| 2．4 瞬态温度场的求解 | 第45-55页 |
| 2．4．1 差分方法 | 第45-46页 |
| 2．4．1．1 两点差分 | 第45-46页 |
| 2．4．1．2 三点向后差分 | 第46页 |
| 2．4．2 系数矩阵的存储方法 | 第46-47页 |
| 2．4．3 温度场数值振荡问题 | 第47-55页 |
| 2．5 热物性参数的选择 | 第55页 |
| 2．6 温度场计算流程框图 | 第55-57页 |
| 2．7 温度场有限元模拟程序验证 | 第57-60页 |
| 2．7．1 变导热系数定常内热的一维稳态热传导问题 | 第57-58页 |
| 2．7．2 无内热二维瞬态热传导问题 | 第58-60页 |
| 2．8 小结 | 第60-61页 |
| 第三章 淬火工艺相变过程模拟技术 | 第61-84页 |
| 3．1 引言 | 第61-62页 |
| 3．2 TTT曲线 | 第62-63页 |
| 3．3 相变过程的数学模型 | 第63-65页 |
| 3．3．1 扩散型转变 | 第63页 |
| 3．3．2 非扩散型转变 | 第63页 |
| 3．3．3 M_s温度的计算 | 第63-64页 |
| 3．3．4 B_s温度的计算 | 第64页 |
| 3．3．5 相变潜热的计算与处理 | 第64-65页 |
| 3．4 Scheil叠加法则 | 第65-66页 |
| 3．5 杠杆定律 | 第66-67页 |
| 3．6 淬火过程的相变塑性 | 第67-68页 |
| 3．7 淬火力学性能计算 | 第68-69页 |
| 3．8 组织场模拟流程框图 | 第69-71页 |
| 3．9 P20端淬工艺模拟与实验研究 | 第71-82页 |
| 3．9．1 端淬工艺模拟 | 第71-73页 |
| 3．9．1．1 模拟模型的建立 | 第71-72页 |
| 3．9．1．2 热物性参数的选择 | 第72-73页 |
| 3．9．2 端淬实验研究 | 第73-80页 |
| 3．9．3 相变潜热对温度场和组织场的影响 | 第80-82页 |
| 3．10 小结 | 第82-84页 |
| 第四章 淬火过程冷却曲线的采集及介质换热系数的计算 | 第84-109页 |
| 4．1 引言 | 第84-85页 |
| 4．2 计算模型及计算方法 | 第85-91页 |
| 4．2．1 计算模型的建立 | 第85页 |
| 4．2．2 换热系数优化区间的确定 | 第85-88页 |
| 4．2．3 换热系数最佳值的确定 | 第88-90页 |
| 4．2．4 黄金分割法迭次数的分析 | 第90-91页 |
| 4．3 换热系数的求解 | 第91-94页 |
| 4．4 实验装置 | 第94-102页 |
| 4．4．1 实验工装 | 第94-97页 |
| 4．4．2 热电偶 | 第97-98页 |
| 4．4．3 热电偶调理板 | 第98-99页 |
| 4．4．4 数据采集卡 | 第99-102页 |
| 4．4．4．1 数据采集卡的技术指标 | 第99-100页 |
| 4．4．4．2 数据采集卡的工作原理 | 第100-102页 |
| 4．5 冷却曲线的采集及换热系数计算 | 第102-107页 |
| 4．6 小结 | 第107-109页 |
| 第五章 淬火过程应力/应变场的模拟技术 | 第109-133页 |
| 5．1 引言 | 第109-110页 |
| 5．2 淬火过程力学基本方程 | 第110-111页 |
| 5．3 热弹塑性本构关系 | 第111-118页 |
| 5．3．1 弹性区的应力应变关系 | 第112-113页 |
| 5．3．2 塑性区的应力应变关系 | 第113-116页 |
| 5．3．3 过渡区的弹塑性比例系数的计算 | 第116-118页 |
| 5．4 应力/应变场有限元基本理论与技术 | 第118-122页 |
| 5．4．1 单元和形函数 | 第118-119页 |
| 5．4．2 单元应变速率矩阵 | 第119-121页 |
| 5．4．3 等效应变速率矩阵 | 第121-122页 |
| 5．4．4 边界条件 | 第122页 |
| 5．5 热弹塑性问题求解 | 第122-125页 |
| 5．5．1 变分方程及刚度矩阵 | 第122-123页 |
| 5．5．2 增量变刚阵方法 | 第123-124页 |
| 5．5．3 迭代收敛准则 | 第124-125页 |
| 5．6 预应力淬火过程的应力、应变计算 | 第125-127页 |
| 5．7 应力、应变计算流程图 | 第127-128页 |
| 5．8 应力/应变计算程序检验 | 第128-131页 |
| 5．9 小结 | 第131-133页 |
| 第六章 淬火过程温度、相变和应力的耦合分析 | 第133-156页 |
| 6．1 引言 | 第133-135页 |
| 6．2 耦合分析程序流程框图 | 第135-136页 |
| 6．3 耦合分析有限元模型 | 第136-137页 |
| 6．4 温度、相变及应力应变耦合分析 | 第137-149页 |
| 6．4．1 温度场的模拟 | 第137-139页 |
| 6．4．2 组织场的模拟 | 第139-142页 |
| 6．4．3 应力/应变场模拟 | 第142-149页 |
| 6．4．3．1 温度变化引起的残余应力 | 第142-144页 |
| 6．4．3．2 相变引起的残余应力 | 第144-145页 |
| 6．4．3．3 不考虑相变塑性的淬火残余应力 | 第145-147页 |
| 6．4．3．4 考虑相变塑性的淬火残余应力 | 第147-149页 |
| 6．5 弹塑性区域的演变 | 第149-151页 |
| 6．6 淬火零件的变形 | 第151-153页 |
| 6．7 小结 | 第153-156页 |
| 第七章 气体淬火工艺参数的优化 | 第156-187页 |
| 7．1 引言 | 第156-157页 |
| 7．2 曲面响应模型 | 第157-158页 |
| 7．3 回归模型的方差分析 | 第158-160页 |
| 7．4 逐步回归分析 | 第160-161页 |
| 7．5 气体淬火工艺及工艺参数评估 | 第161-166页 |
| 7．5．1 气体淬火技术 | 第161-162页 |
| 7．5．2 有限元模型 | 第162-163页 |
| 7．5．3 目标函数的建立 | 第163页 |
| 7．5．4 工艺参数评估 | 第163-166页 |
| 7．6 阶段性换热系数模型 | 第166-175页 |
| 7．6．1 设计变量的确定 | 第166-167页 |
| 7．6．2 Box-Behnken实验设计 | 第167-168页 |
| 7．6．3 响应曲面的拟合 | 第168-171页 |
| 7．6．4 优化目标函数的建立 | 第171页 |
| 7．6．5 工艺参数的优化结果 | 第171-175页 |
| 7．7 区域性换热系数模型 | 第175-184页 |
| 7．7．1 设计变量的确定 | 第175-176页 |
| 7．7．2 中心复合实验设计 | 第176-177页 |
| 7．7．3 响应曲面的拟合 | 第177-180页 |
| 7．7．4 优化目标函数的建立 | 第180页 |
| 7．7．5 工艺参数的优化结果 | 第180-184页 |
| 7．8 小结 | 第184-187页 |
| 第八章 结论与展望 | 第187-193页 |
| 8．1 结论 | 第187-191页 |
| 8．2 展望 | 第191-193页 |
| 参考文献 | 第193-204页 |
| 致谢 | 第204-205页 |
| 攻读博士学位期间完成的论文 | 第205-206页 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第206页 |
| 攻读博士学位期间的获奖情况 | 第206页 |