袁望姣，吴运新

(中南大学 机电工程学院，湖南 长沙，410083)

基于ANSYS的铝合金厚板淬火过程热力耦合数值分析

袁望姣，吴运新

(中南大学 机电工程学院，湖南 长沙，410083)

基于ANSYS的参数化设计语言和用户界面设计语言，建立铝合金厚板淬火过程的热力耦合分析模型，实现模型的参数化和分析过程的流程化，探讨铝合金厚板在淬火过程中的应力变化和淬火后的残余应力分布规律。研究结果表明：在淬火过程中，铝合金厚板面部金属经历了由受拉状态到受压状态的转变，心部金属经历了从受压状态到受拉状态的转变，残余应力具有面部为压应力、心部为拉应力的空间分布特征；残余应力随着铝合金板厚度的增加而增大，当厚度增加到一定值(80 mm)时，厚度的增加对残余应力的影响不明显；残余应力随表面换热系数的增加而增加，表明通过改进淬火工艺能获得较小残余应力；以铝合金板与冷却水间的热交换达到平衡时的时间作为时间步，适合于铝合金厚板热力耦合作用过程的分析计算。

铝合金厚板；淬火；热力耦合；残余应力；参数化数值分析

高强高韧的高性能铝合金板材因具有良好的机械性能和抗腐蚀性能而被广泛应用于现代航空航天工业。一般认为，厚度大于6 mm的板称为厚板[1−2]。铝合金厚板中存在的残余应力严重影响其机械性能和抗腐蚀性能，主要表现为高性能铝合金经后续加工后的零部件尺寸不稳定，容易产生翘曲等缺陷，影响高性能铝合金的使用性能[3−6]。……