有限元分析.doc

有限元方法与分析姓名学号专业手机号基于ABAQUS的法兰盘感应淬火的残余应力场分析摘要:在对法兰盘进行表面感应淬火的热处理后,通过表面感应淬火而使法兰盘表面产生残余压应力,以抵消工作载荷所产生的部分拉应力;建立基于ABAQUS的有限元分析模型,使用热应力来模拟法兰盘的残余应力,在LOAD功能模块中,为模型的各个区域定义不同的温度差,并进行分析。关键词:法兰盘  ABAQUS有限元分析   热应力Abstract:Aftertheheattreatmentoftheflangesurfaceinductionhardening,pressivestressinducedbysurfacehardeningleavingtheflangesurface,inordertooffsetpartofthetensilestressgeneratedbytheworkload;ABAQUSfiniteelementanalysismodel,theuseofheat-basedtosimulatethestressresidualstressoftheflange,theLOADfunctionmodule,foreachareaofthemodeltodefinedifferenttemperaturedifference,:Flange  ABAQUSfiniteElementAnalysis Thermal-stress一、问题描述对法兰盘进行表面感应淬火是一种工程中常用的热处理工艺,其原理是使用感应器来对工件的局部进行加热,然后迅速冷却,从而使工件表面产生残余应力,抵消工作载荷所产生的部分拉应力。表面感应淬火可以显著提高法兰盘的弯曲疲劳抗力和扭转疲劳抗力,表面产生的马氏体也具有更好的耐磨性。此法兰盘经过表面淬火后,淬火层为内圆角区域,查找资料得到法兰盘内圆角表面残余压应力约为-420MPa。该法兰盘一端固定,另一端的整个端面收到向下的面载荷p=100MPa。内孔直径为24mm,材料弹性模量210000MPa,,-5/℃。二、建立模型1、创建部件及定义材料和截面属性导入CAD平面图,在Part功能模块中通过将平面图旋转180°创建试样如图1,(a)           (b)图1进入Property功能模块,设置材料弹性模量210000MPa,-5,如图2。(a)弹性模量及泊松比    (b)线胀系数图2完成材料定义后在Assembly功能模块中,创建实体如图3图32、划分网格首先需要在Mesh功能模块中选择Object中的Part:Flange将部件的截面进行分割,进而分割部件,如图4所示:(a)           (b)截面分割(c)部件分割图4完成部件分割之后,,,布置边上的单元数为30,如图5(a)设置全局种子(b)淬硬层单元大小     (c)边上单元数图5由于淬硬层以外图6(a)与淬硬层图6(b)的网格参数不同,分别进行设置,(a)淬硬层以外网格参数(b)淬硬层网格参数图6最后设置单元类型为二次单元如图7图7完成对工件的网格划分,最终显示为如图8图83、设置分析步然后对该模型设置三个分析步依次为HighTemper-Noload,HighTemper-WithLoad,LowTemper-WithLoad如图9图94、定义集合、面在Load功能模块中创建以下四个集合,如图10所示:图105、定义温度场