热态锻件尺寸和温度的关系

在锻造过程中，通常以有限元数值模拟和锻造加工实验为研究平台，对于锻件尺寸、温度变化规律以及两者之间的关系进行研究，并在国内外取得了一定的发展成果。在20世纪60年代有限元模拟的方法才初步应用于大型锻件的铸锻行业，通过对热态锻件基本锻造工序的模拟，使得锻件尺寸和温度之间的关系研究有了一个全新的发展。70 年代初期基于热塑性耦合有限元法，热态锻件温度场被进一步引入到计算机数值模拟中，从此对于热态锻件尺寸和温度之间的关系研究有了一个崭新的突破。临近 80、90 年代，在有限元模拟技术上的研究已经相当地成熟，使得锻造过程中大锻件尺寸的温度仿真模拟更加完善和接近于实际的锻造情况。为进一步研究锻件尺寸和温度的关系打下了基础。

在近现代锻造加工领域内，数值模拟仿真的应用和完善程度已进入了一个新的阶段。在国内，通过现有的计算机软件可对锻造过程中大锻件成形的温度场和变形场进行耦合得到相关的数值模拟，进而间接地评估锻件尺寸和温度之间的变化关系。2007 年，廖培根、方刚等人利用刚塑性有限元分析了大锻件冷却时的锻件温度场。并对其温度场进行了模拟，进而获得了锻件温度变化对其内部应变的影响规律。为了进一步考虑锻件温度和尺寸变化之间的关系，2009年，刘助柏等人基于能量守恒定律，分析了锻件形变做功对温度的影响关系。并利用刚塑性有限元理论将锻件的温度场和应变场进一步耦合，求取了在温度因素影响下的锻件位移、应变和应力的变化规律。最终明确了锻件尺寸应变和温度之间相互关系的重要性。2010年，万自永等人将锻件温度和内部组织微观尺寸变形相结合，利用有限元的方法对 TC11合金的温度、材料变形进行了数值模拟，得到了锻件内部材料变形和温度场变化的规律，并进一步研究了锻件温度对内部组织的影响关系。

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