金属加工模块

模拟机械组件中的冶金相变

当钢或铸铁等材料从温度升高的温度下进行加热或冷却时,可能会发生冶金相变。金属加工模块是Comsol多物理学的附加产品188金宝搏优惠®模拟软件可帮助您研究这些相变的方式如何影响材料的机械和热性能。该模块包括用于建模有意的相变的功能(例如在钢淬灭和化精中),并无意中引入(例如,在增材制造和焊接中)。内置的多物理功能可以通过优化相位组成来帮助您提高组件的性能。

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灰色金属尖刺齿轮模型,带有红色,白色和蓝色的小切片。

钢淬火

钢淬火是一种热处理过程,在该过程中,将已加热到完全奥氏体状态的钢零件迅速冷却。钢淬火也是一个多物理学过程,因为它涉及奥氏体分解,传热和结构分析的组合。金属处理模块提供了专门的功能和功能,以促进此多物理过程的模型设置。

运行分析后,您可以检查相位组成以及冷却速率对组件淬火期间最终变形和残余应力的影响。这些结果提供了对某种淬灭剂的功效以及成分的物理几何形状如何影响其内部可达到的相组成的洞察力。

渗碳

化石的过程涉及加热钢料并将其暴露于富含碳的环境中,例如一氧化碳。碳与周围环境的扩散通过时间依赖性扩散过程通过边界进入材料。运行渗碳分析有助于确保正确执行该过程。渗油后淬灭会在成分表面产生压缩应力,这有助于降低疲劳的风险。

金属加工模块中的功能和功能

3D,2D,2D轴对称和0D主体中的冶金相变和相关现象。

相变设置和奥氏体相位分数的2D图的特写视图。

金属相变

金属相变界面用于研究在加热或冷却期间钢等材料中发生的冶金相变。与冶金期功能您可以定义初始相位分数和材料属性;与相变功能您可以定义源阶段,目标阶段和相变模型。

对于扩散控制的相变,例如奥斯丁岩分解为铁氧体时,提供了三种类型的相变模型:Leblond – Devaux,,,,Johnson – Mehl – Avrami – Kolmogorov(JMAK), 和Kirkaldy -Venugopalan。为了建模移位(无扩散)马氏体相变,Koistinen -Marburger可用模型。

可以使用例如TTT图数据来定义这些相变模型。分别为每个模型定义了相变数据,您可以选择从软件JMATPRO导入数据®

除了对钢中的相变建模外,您还可以建模金属(例如钛合金),这些金属经常用于增材制造中,并且可以自由地定义自己的相变模型。

模型构建器的特写视图突出显示了带有奥氏体分解节点的特写镜头,并在图形窗口中突出显示了Spur Gear模型的应力。

奥氏体分解

奥氏体分解接口是专业版金属相变界面,用于在奥氏体状态的钢快速冷却过程中对奥氏体分解进行建模。该界面自动包括冶金相 - 奥斯丁岩,铁氧体,珠光体,贝氏岩和马氏体 - 以及在淬火过程中可能发生的相变。

选择碳浓度结果节点的模型构建器的特写视图和图形窗口中显示的钢齿轮。

渗碳

渗碳界面用于在热处理过程中对化石过程进行建模。该界面使您可以定义周围环境的碳浓度,指定碳在整个表面上移动的方式,并定义碳在组件中内部分散的方式。

图形窗口中突出显示的优化节点的模型构建器的特写视图。

校准相变模型

当定义自己的相变模型用于模拟中时,对于给定的相变可能需要实验校准。您可以计算常见的相变图,以促进针对实验数据的校准,例如连续冷却转换(CCT)和时间 - 温度转换(TTT)图。请注意优化模块针对TTT数据的校准是必需的。

模型构建器的特写视图突出显示了带相变的潜热节点和图形窗口中圆条的温度。

传热与相变

传热与相变多物理界面可用于模拟热负载期间冶金相变。金属加工模块配备了在分析中使用完整的热方程式建模热传输的。自动设置多物理耦合以考虑潜热。导热率,密度和特定的热容量可能取决于温度,甚至取决于当前相的组成。例如,奥氏体的热导率与铁素体和相位级分的变化不同,因此化合物的热导率也会发展。

模型构建器的特写视图,其中三个物理节点突出显示了图形窗口中钢坯的三个模型结果。

钢淬火

一个预定义的钢淬火可自动设置钢淬火模拟的多物理接口。它添加了一个奥氏体分解界面以及固体力学固体中的传热接口。自动设置多物理耦合,以考虑各个冶金相的相变菌株和潜热。

当与非线性结构材料模块结合使用时,金属加工模块可用于在淬火过程中对应力和应变进行详细的计算。包括单个冶金相的塑性菌株,可以使用塑料恢复选项和非线性加权方案来对化合物的有效初始屈服应力进行建模。体积参考温度和热膨胀系数用于计算每个相的热应变张量。当材料对材料的无弹性紧张导致屈服应力低于屈服应力并且不会在经典可塑性方面引起塑性流动时,也可以分析转化诱导的可塑性(TRIP)效应。

具有金属相变点的模型构建器的特写视图突出显示了图形窗口中圆条的结果。

相和复合材料特性

金属相变奥氏体分解界面可以根据单个冶金相的材料特性来计算有效的材料特性。这些有效属性可以由其他接口透明地利用,例如固体中的传热固体力学。分别为每个冶金阶段定义材料属性,您可以选择从软件JMATPRO导入它们®

除了对钢中的相变建模外,您还可以建模金属(例如钛合金),这些金属经常用于增材制造中,并且可以自由地定义自己的相变模型。

通过金属加工模块扩展建模

与产品套件中的其他产品一样,当您将金属加工模块添加到comsol多物理学时188金宝搏优惠®,功能和功能已完全集成到建模工作流程中,并准备与您可能拥有的任何其他模块一起使用。例如,您可以将金属加工模块与:

  • 非线性结构材料模块对淬火模拟中的残余应力和菌株进行详细研究。
  • 传热模块结合在淬火情况下可能相关的热辐射的影响。
  • AC/DC模块为了执行诱导硬化模拟,您可以将计算出的温度场从感应加热模拟作为淬火模拟的输入。

每个业务和每个模拟都需要不同。

为了充分评估comsol多物理学是否188金宝搏优惠®软件将满足您的要求,您需要与我们联系。通过与我们的一位销售代表交谈,您将获得个性化的建议和充分记录的示例,以帮助您充分利用评估,并指导您选择适合您需求的最佳许可选项。

只需单击“联系comsol”按钮,填写您的联系方式以及188金宝搏优惠任何特定的评论或问题,然后提交即可。您将在一个工作日内收到销售代表的回应。

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