李辉平
,
赵国群
,
牛山廷
,
栾贻国
金属学报
淬火过程换热系数的求解是反向热传导问题中的一种不适定和非线性问题.
本文提出了一种求解淬火过程随温度变化的换热系数的新方法, 该方法把
有限元方法引入反向热传导问题, 根据实验测量的温度曲线, 结合使用最
优化方法中的进退法和试探法确定合理的边界换热系数. 为了使进退法适
用于该类反传热问题, 对其算法进行了改进, 并用其确定换热系数优化的
搜索区间, 然后用试探法(黄金分割法)在搜索区间内找到换热系数的最佳
值. 在计算过程中, 利用有限元法可以方便地计算出各个单元在整个过程
的相变情况, 得到各单元在相应时间段所产生相变潜热, 并将各单元的相
变潜热与单元温度场进行耦合计算.
关键词:
淬火
,
null
,
null
,
null
王桂龙
,
赵国群
,
李辉平
,
管延锦
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.09.007
研究了一种利用蒸汽加热和冷却水冷却的变模温注塑工艺,制定了其工艺流程.以LCD面板为例,通过构建变模温注塑工艺分析模型,利用ANSYS对其加热、冷却过程进行了数值模拟,研究了加热、冷却过程中型腔表面和聚合物熔体的热响应规律,为优化变模温注塑工艺参数提供理论依据.最后,通过构建LCD面板变模温注塑实验生产线,并将分析结果应用于实验生产,验证了模拟分析的有效性和准确性.结果表明,利用本工作提出的变模温注塑工艺,可在不降低生产效率的同时,彻底消除塑件表面熔接痕和提高塑件表面光泽度.
关键词:
变模温注塑工艺
,
LCD面板
,
无熔痕
,
热响应模拟
许星明
,
赵国群
,
李辉平
,
秦升学
高分子材料科学与工程
针对幂律型流体,建立了气泡在有限聚合物熔体内长大过程的有限元模型.气泡内气体遵守理想气体定律,且气泡边界处发泡剂浓度与气泡内气体压强符合亨利定律.采用Galerkin方法对有限元控制方程进行求解,并编写了计算程序.采用隐式差分法对扩散方程中的时间导数项进行离散,确保了数值计算的稳定性.采用幂律型流体本构关系描述聚合物流变性质,计算了不同材料的物性参数和工艺参数对气泡长大过程的影响.
关键词:
气泡长大
,
幂律流体
,
数值模拟
,
有限元
贺连芳
,
李辉平
,
盖康
,
孔令亮
,
崔洪芝
,
李木森
材料热处理学报
借助工艺实验和数值模拟技术,优化了55CrMo钢精密滚珠丝杠感应加热及冷却工艺参数,改善了丝杠感应淬火后的淬硬层分布.构建了丝杠单感应圈加热的有限元模型,通过数值模拟得到了单感应圈加热时沟道区域的温度曲线.数值模拟结果表明:沟道区域的温度场分布不合理是导致淬硬层分布不合理的主要原因.针对单感应圈感应淬火工艺的不足,提出了双感应圈加热工艺.数值模拟结果表明,采用双感应圈加热工艺、喷水冷却带宽度为40 mm时,可保证丝杠沟道顶部的淬硬层深度约为6.2 mm,沟道底部的淬硬层深度约为3.0 mm.工艺实验结果表明,丝杠沟道区域的淬硬层分布得到较大的改善,数值模拟结果与工艺实验结果吻合得较好.
关键词:
55CrMo钢
,
感应加热
,
淬火
,
滚珠丝杠
,
硬度
贺连芳
,
李辉平
,
盖康
,
张春芝
,
李木森
材料热处理学报
为了利用数值模拟技术计算感应加热过程中丝杠的奥氏体化情况,利用Gleeble1500D热模拟试验机,测试了55CrMo钢试样在升温速率为0.05 ～-50 K/s时的膨胀曲线,得到了它的奥氏体化温度与加热速率的关系.根据相变膨胀曲线,利用杠杆定律得到了奥氏体转变量与温度的关系,并对非等温相变Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程中的动力学参数进行了线性回归分析,得到了JMA相变动力学模型.利用数值模拟技术,计算了丝杠在感应加热时的奥氏体化情况和淬火后的硬度曲线,并与实验结果进行对比.结果表明,模拟结果与实验结果吻合得较好,所得到的JMA方程能较好地描述55CrMo钢的奥氏体化过程.
关键词:
相变动力学
,
JMA方程
,
数值模拟
,
感应淬火
王桂龙
,
赵国群
,
李辉平
,
管延锦
高分子材料科学与工程
快速热循环注塑采用动态模温控制新策略,可以彻底解决常规注塑工艺存在的短射、喷射痕、缩痕、流动痕、熔接痕、浮纤等缺陷.文中通过对快速热循环注塑工艺与常规注塑工艺的比较,深入研究了蒸气辅助快速热循环注塑工艺的原理,制定了相应的工艺流程,提出了一套新的利用蒸气加热和冷凝水冷却的动态模温控制方案.利用ANSYS模拟了快速热循环注塑工艺和常规注塑工艺的模温响应过程,分别获得了两种注塑工艺的模具加热速率和冷却速率,讨论了快速热循环注塑对塑件成型周期的影响规律.
关键词:
快速热循环注塑
,
动态模温控制
,
蒸气辅助加热
,
无熔痕
李辉平
,
赵国群
,
牛山廷
,
栾贻国
金属学报
以轴对称问题气体淬火过程为研究对象, 提出了阶段换热系数模型,进行了五因子三水平Box--Behnken实验设计。根据实验设计结果,将设计的变量水平代入本文开发的淬火过程有限元分析软件进行计算, 用逐步回归法和响应曲面方法对实验结果进行拟合, 建立了拟合变形程度、表面单元平均等效残余应力、等效残余应力标准差、平均表面硬度和表面硬度标准差的响应曲面公式。以变形程度为目标, 建立了相应的优化目标函数, 用Lagrange乘子法对优化目标函数进行了带上下限及约束函数的非线性优化。优化后, 五项目标中的四项得到了有利的结果, 使用优化后工艺参数进行气体淬火, 可以提高零件的淬火质量。
关键词:
气体淬火
,
null
,
null
李辉平
,
赵国群
,
牛山廷
,
栾贻国
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.10.018
以轴对称问题气体淬火过程为研究对象,提出了阶段换热系数模型,进行了五因子三水平Box-Behnken实验设计.根据实验设计结果,将设计的变量水平代入本文开发的淬火过程有限元分析软件进行计算,用逐步回归法和响应曲面方法对实验结果进行拟合,建立了拟合变形程度、表面单元平均等效残余应力、等效残余应力标准差、平均表面硬度和表面硬度标准差的响应曲面公式.以变形程度为目标,建立了相应的优化目标函数,用Lagrange乘子法对优化目标函数进行了带上下限及约束函数的非线性优化.优化后,五项目标中的四项得到了有利的结果,使用优化后工艺参数进行气体淬火,可以提高零件的淬火质量.
关键词:
气体淬火
,
响应曲面法
,
工艺参数
,
优化
李辉平
,
赵国群
,
牛山廷
,
栾贻国
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.02.011
淬火过程换热系数的求解是反向热传导问题中的一种不适定和非线性问题.本文提出了一种求解淬火过程随温度变化的换热系数的新方法,该方法把有限元方法引入反向热传导问题,根据实验测量的温度曲线,结合使用最优化方法中的进退法和试探法确定合理的边界换热系数.为了使进退法适用于该类反传热问题,对其算法进行了改进,并用其确定换热系数优化的搜索区间,然后用试探法(黄金分割法)在搜索区间内找到换热系数的最佳值.在计算过程中,利用有限元法可以方便地计算出各个单元在整个过程的相变情况,得到各单元在相应时间段所产生相变潜热,并将各单元的相变潜热与单元温度场进行耦合计算.
关键词:
淬火
,
反传热
,
有限元
,
最优化
