基于分布參數(shù)模型的變厚度盤坯氣淬過程控制策略研究.pdf

1、淬火工藝的提升可以提高金屬材料的機(jī)械、化學(xué)等性能，目前工業(yè)中使用的淬火方式根據(jù)淬火介質(zhì)劃分可以分為水冷淬火、油冷淬火、氣冷淬火等，相比于水冷淬火、油冷淬火等淬火方式，氣冷淬火具有材料內(nèi)部組織應(yīng)力小、淬火速度快等優(yōu)點(diǎn)。本文基于一種新型的空氣淬火裝置，研究了該裝置對變厚度盤坯的淬火效果。針對具有多種形狀特征的盤坯，通過控制空氣淬火裝置中氣體的流速，得到了使盤坯內(nèi)部溫降均勻，適合內(nèi)部材料晶相組織生成的淬火工藝參數(shù)。
　　本文對盤坯的氣體

2、淬火過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，簡化了淬火過程中的湍流控制方程，分析了淬火過程中盤坯表面的換熱情況。通過計(jì)算盤坯表面第一層網(wǎng)格無量綱距離驗(yàn)證了仿真湍流模型的準(zhǔn)確性，分析了盤坯不同區(qū)域表面Nu數(shù)的分布特點(diǎn)，盤坯表面平均Nu數(shù)與Re數(shù)的關(guān)系。
　　盤坯為了達(dá)到淬火過程理想溫降需要相應(yīng)噴嘴中氣體流速隨時(shí)間進(jìn)行變化，針對這一根據(jù)溫度逆求解流速的問題，設(shè)計(jì)了FLUENT/Simulink協(xié)同仿真閉環(huán)控制系統(tǒng)，使用這一控制系統(tǒng)得到了噴嘴氣體流速在

3、淬火過程中隨時(shí)間變化曲線。這種協(xié)同控制方法可以準(zhǔn)確控制基于分布參數(shù)模型的盤坯內(nèi)部區(qū)域各點(diǎn)的溫度下降曲線。根據(jù)盤坯淬火過程具有大時(shí)滯、慣性、耦合的特點(diǎn)，在建立閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制模型時(shí)，改進(jìn)了傳統(tǒng)的模糊控制等控制策略，最終得到了盤坯理想淬火過程對應(yīng)的淬火結(jié)構(gòu)中噴嘴氣體的流速變化數(shù)據(jù)。使用本文提出的控制方法，改善了傳統(tǒng)的淬火工藝，能夠提高盤坯淬火后各項(xiàng)力學(xué)性能。
　　使用該淬火結(jié)構(gòu)對盤坯進(jìn)行了淬火實(shí)驗(yàn)，提取了盤坯內(nèi)部某些監(jiān)測點(diǎn)溫度下降數(shù)