Page 162 - 零件加工技术与智能化发展

Part Machining Technology and Intelligent Development
零件加工技术与智能化发展

了一系列特定的数值模拟模型以尽可能实现仿真模拟的精确性。Morgado 等使用
两种不同模型对钢板的热处理过程进行数值模拟，发现在预设合适的边界条件和
初始条件的情况下，数值模拟计算时间能低至 5%。Sanitjai 等研究了圆柱体表面

局部和平均强制对流热传递，发现圆柱绕流存在层流边界层区域、剪切层再附着
区域和周期性涡流区域三个典型区域，这个发现可用于预测圆柱体绕流的整体热
传递。Liu 等提出了一个用于模拟淬火和回火过程中金属热力学行为的模型并通
过实验验证，该模型可以分析淬火和回火过程。姚俊豪根据轧辊差温热处理炉的

差温加热特点，建立了一个三维流固耦合传热模型，并利用该模型对轧辊在差温
热处理炉中的差温加热过程进行了仿真模拟；设计了轧辊差温热处理实验方案，
并在现场实际测量轧辊在差温热处理炉中差温加热过程时炉内温度和轧辊辊身温

度，与数值分析的数据进行对比，验证了仿真模拟的准确性。
模拟热处理过程中的材料变化。在热处理过程中除了对设备内部的流场、温
度场的模拟，还需考虑被加工材料在热处理过程中内部应力分布、温度分布、微
观结构分布、成分分布等理化特征的变化。顾剑锋等借助有限元分析方法模拟了
复杂形状工件淬火过程的温度分布、组织分布、应力分布、应变状况及工件任意

位置上的冷却曲线，为淬火工艺分析和研究提供支持。Couonna 等模拟了钢材淬
火过程，分析了材料的力学特性对冷却过程中内应力发展的影响。Fedorchenko
等通过有限元方法预测热处理过程中钢材的马氏体含量、内部结构变化和自回火

温度，从而推测钢材的机械性能。
模拟热处理过程并改进工艺。在热处理数值模拟模型研究和热处理过程中材
料变化特性研究的基础上，研究者们模拟热处理过程，并评估分析热处理效果，
进一步改进热处理工艺。Carvalho 等给出了一个模拟和控制工业燃烧炉中钢带热
处理过程的模型，这个模型考虑了气体组分的组成、温度、压力、绝热燃烧条件

和环境，从而实时估算热处理过程中钢带的温度分布，用以支持热处理工艺的评
估分析及改进。Chen 等分析了炉子的加热能力、钢材的热应力、生产节奏等多
种因素对炉温设定的直接影响，在炉内钢坯热传递的能量平衡理论分析基础上，

探索动态设定炉温的策略以适应生产节奏的波动。潘健生等开发了热处理过程
中温度场 - 相变 - 应力场计算机模拟技术，通过虚拟生产确定优化的淬火工艺。
Suzuki 等对于钢板热处理炉提出了一种由表达板坯温度行为的非线性对流方程和
用于进料板坯的离散模型组成的混合模型，该模型能同时优化板坯排列调度和炉

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