熱鍛溫度場接觸換熱系數(shù)測試方法研究與裝置開發(fā).pdf

1、熱鍛是工業(yè)上獲得良好機械性能工件的重要加工方式之一。大鍛件更是國家核電、火電等核心技術(shù)裝備的重要組成部分，其生產(chǎn)水平在一定程度上反應(yīng)了一個國家的工業(yè)競爭力。數(shù)值模擬技術(shù)在熱鍛領(lǐng)域尤其是大鍛件鍛造領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)極其重要的位置。溫度場模擬是熱鍛過程數(shù)值模擬中的重要環(huán)節(jié)，而接觸換熱系數(shù)又是溫度場數(shù)值模擬中的重要參數(shù)之一。因此，提出一種方法來測試獲得合理的固體接觸換熱系數(shù)，為熱鍛數(shù)值模擬提供基礎(chǔ)參數(shù)，從而優(yōu)化加工工藝就顯得十分有意義。
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2、過分析熱鍛過程中模具溫度場特點，基于能量守恒定律，本文新提出了一種能測量高溫、存在塑性變形條件下固體接觸換熱系數(shù)的理論方法，然后以方法為基礎(chǔ)，設(shè)計制作了一套能實測在不同接觸條件下的固體接觸換熱系數(shù)的裝置，并開發(fā)了配套的溫度采集和數(shù)據(jù)后處理軟件，達到了能實時測量、顯示、存儲溫度數(shù)據(jù)，且利用該數(shù)據(jù)能迅速反算接觸換熱系數(shù)的目的。
　　本文設(shè)計了合理的實驗方案，并利用本測試系統(tǒng)來測試H13鋼分別與SA508-3鋼、45鋼、Q235鋼在多組

3、不同初始界面溫度、接觸載荷下的接觸換熱系數(shù)。研究實測結(jié)果發(fā)現(xiàn)：接觸換熱系數(shù)隨著接觸載荷的增大而增大，初始溫度對其影響較小，并以冪函數(shù)形式擬合了接觸載荷與固體界面接觸換熱系數(shù)之間的關(guān)系，吻合程度較好，且冪指數(shù)一般處于0.7~0.99之間，并分析了界面初始溫度對冪指數(shù)x的影響，此反應(yīng)了溫度對接觸換熱系數(shù)的影響程度。最后得出結(jié)論：在高溫下(900℃以上)，且存在塑性變形時，接觸載荷比初始溫度對固體界面接觸換熱系數(shù)的影響更為明顯。
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