文/朱国军，李伟，杨冠南，黄 波·湖北三环车桥有限公司汽车技术部

汽车前轴热处理有限元模拟

文/朱国军，李伟，杨冠南，黄 波·湖北三环车桥有限公司汽车技术部

朱国军，技术部部长，工程师，主要从事塑性成形工艺理论与生产实践相结合的研究，精于特种锻造辊锻成形工艺技术。参与编写国家级锻压教材《特种锻造》第五分册，拥有2项专利。

前轴有限元模拟可行性分析

使用Ansys、Abaqus等软件对车桥进行有限元分析，可以在一定程度上反映工件的实际温度场与应力场。零件在锻造与热处理过程中经历了变形和温度急剧变化的过程，在这个过程中零件内部温度场和应力场的变化影响到最终的组织与性能，如果能够模拟出锻造、热处理过程中零件的温度场和应力场是如何分布与变化的，就能分析材料最终的变形、组织分布、性能等情况，也能够以此来指导生产、改进生产工艺。

采用有限元软件模拟，并不是只有考虑全部情况的模拟才是有价值的，有时候一些近似的模拟，也能够起到一定作用，图1所示为典型前轴类零件。

零件材料为42CrMo，热物性参数见表1。材料密度为7.804g/cm3，临界点温度（近似值）：Ac1=730℃、Ac3=800℃、Ms=310℃。设定介质温度40℃、介质对流换热系数1200W/（m2·℃）、材料线胀系数和弹性模里后，用Ansys软件对其进行模拟，分析淬火时的温度场变化。

经过计算，得到该工件在淬火30s时4个具有代表性的截面温度分布情况如图2所示。

图1 前轴类零件

表1 42CrMo热物性参数

A截面在淬火100s时的温度分布与截面不同位置的温度—时间曲线如图3所示。……