simufact感應淬火模擬

之前總是有人問到感應加熱怎么模擬,恰好這段時間對感應淬火做了幾個模擬的案例,發上來大家參考一下。 感應加熱主要是通過電磁場來對工件進行快速加熱的一種方法,對于其模擬來說,有幾種方法,一種是做電磁場與溫度場的耦合,常見的有通過其多物理場耦合軟件來做的,但是這種方法有些不妥,因為實際中感應加熱往往都是在感應淬火,同時有加熱和冷卻兩個過程同時進行,而且一般我們需要知道感應淬火之后工件的變形趨勢以及應力分布,最好還能有其中的組織場分布,如果把模型做成電磁場、溫度場、應力場及組織模擬的話,模型的復雜程度會很大,計算所需時間也比較久。 所以,如果我們需要知道輸入的電流、電壓、頻率對感應加熱的影響,我們可以做一個電磁場與溫度場的耦合計算。而從實際考慮,一般我們知道感應淬火層的深度,而simufact軟件中恰好提供了一個near contact的設置,我們可不可以將感應加熱簡化為接觸換熱呢?這樣不需要考慮電磁場,模型就能簡化了,這樣我們就能在simufact軟件中實現溫度場、應力場及相變的仿真了。 選擇的是simufact軟件自帶的22MnCr5材料,是一個復合相的材料,從jmatpro中導入過來的,所以材料中不同相的屬性是單獨的曲線數據,且有cct和ttt數據,進行相變仿真再好不過了。


有了這么強大的材料模型,下面來看我們算出來的結果。下面的那個是感應裝置,上面的圓為冷卻裝置。底部為推動工件前進的操作機。采用simufact接觸表里面的near contact來設置感應加熱深度。這里的距離是以加熱裝置內表面為基準。


我們假設材料初始相成份組成為90%鐵素體及10%珠光體


在軟件中加大接觸換熱系數,達到快速加熱工件,冷卻構件的接觸換熱系數也增大,同樣的道理。


下面放上結果動畫,下圖為溫度。為了快速得到計算結果,網格劃分的比較粗。一共1000多個六面體單元。呵呵,所以,這個案例幾分鐘就計算完了。網格劃分得細一些,云圖的結果就好看很多。


應力



奧氏體



馬氏體含量百分比。



鐵素體



珠光體



對工件中個點溫度的跟蹤數據


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