摘要:有限元仿真是感应淬火过程研究及其淬火工艺设计中非常重要的研究手段，对于研究感应淬火作用效果也有着重要作用。法兰盘的主要失效形式是泄露，而表面感应淬火正是解决该问题的有效方法。由于鼓风机法兰盘的表面感应淬火过程要考虑多种耦合现象，法兰盘与感应器之间的传热，工件与冷却场之间的传热等，导致仿真难度大。本论文简化模拟方法，采用淬硬区域和非淬硬区域设定不同温度，产生温度差来模拟残余应力。

本文通过感应淬火有限元仿真理论，利用相关电磁场、温度场、残余应力场的计算和相关塑性变形参数，以及相关经验来预测所需设定的温度，通过ABAQUS有限元仿真软件建立三个不同的温度场来模拟残余应力。设置了有温度差有载荷、有温度差无载荷、无温度差有载荷这三个分析步，分别仿真经过感应淬火处理并有载荷、经过感应淬火处理但无载荷以及未经处理但有载荷的法兰盘的应力，通过三者应力的比较，得出法兰盘应力集中的特点，以及感应淬火产生的残余应力在缓解应力集中方面的作用。同时预测法兰盘的变形方向。

关键词：法兰盘，泄露，感应淬火，有限元仿真，残余应力

目录

摘要

Abstract

第1章-绪论-（3）

第1.1节 引言-（3）

第1.2节 感应淬火残余应力-（4）

第1.2.1节 感应淬火-（4）

第1.2.2节 零件感应淬火及其内部残余应力-（4）

第1.3节 感应淬火计算机仿真研究-（4）

第1.3.1节 国内外研究现状-（5）

第1.4节 课题研究任务和内容-（6）

第2章 感应加热淬火仿真有限元理论-（7）

第2.1节 表面感应淬火工艺-（7）

第2.2节 表面感应淬火过程-（7）

第2.2.1节 电磁转换和感应加热-（7）

第2.2.2节 感应加热后的淬火冷却-（8）

第2.2.3节 表面感应淬火的残余应力-（8）

第2.3节 电磁场的有限元解法-（8）

第2.4节 温度场的计算-（10）

第2.5节 残余应力场的计算-（10）

第3章 法兰盘感应淬火的残余应力场仿真-（14）

第3.1节 建模中需要考虑的问题-（14）

第3.2节 创建部件-（15）

第3.3节 定义材料、截面的属性以及装配件-（15）

第3.4节 划分网格-（16）

第3.5节 设置分析步-（17）

第3.6节 定义集合与面-（17）

第3.7节 定义温度场-（18）

第3.8节 定义边界条件和载荷-（19）

第3.9节 提交作业分析-（19）

第4章  残余应力后处理及有限元分析结果-（20）

第4.1节 残余应力模拟结果与分析-（20）

第4.1.1节 各分析步模拟结果（未变形）-（20）

第4.1.2节 模拟结果分析-（22）

第4.2节 应力导致的结构变形分析-（23）

第5章  总结与展望-（27）

第5.1节 总结-（27）

第5.2节 展望-（27）

参考文献-（29）

致谢-（32）