吴 超，黄 兴

(中国航发湖南动力机械研究所，湖南株洲 412002)

1 引言

涡轮盘是航空发动机的重要热端部件，在其毛坯件热处理过程中，温度场变化对于涡轮盘性能有十分重要的影响。温度分布的不均匀性会造成热处理过程中产生残余应力，而其变化速率又会改变微观组织结构，影响盘件的力学性能[1-2]。为此，涡轮盘热处理过程中传热及温度场变化规律的研究日益受到重视。

针对温度和保温时间等对材料组织结构方面的影响已经开展了较多的研究[3-5]，而随着计算机技术的发展，数值仿真也被越来越多地应用于热处理过程研究中。崔磊等[6]介绍了热处理数值模拟的多场耦合理论，并针对国内外主流数值模拟软件进行了详细分析；余磊等[7]采用有限元分析软件，对焊接转子热处理过程中残余应力的释放行为进行了数值研究；Dong 等[8]对焊缝热处理残余应力的释放机理进行了分析。这些研究大都偏向于热处理过程中结构应力的分析，而多场耦合分析时，温度场计算是应力分析的基础，准确计算温度场十分重要。为计算热处理的传热过程，通常采用三类边界条件[9]，但工艺变化如自然空冷变为强制风冷时，多采用经验公式或依据经验给定换热系数的相对变化量来计算温度场[10-12]。这种方法虽然可以满足一般分析，但工艺流程和盘件表面几何变化较大时，其精度也会存在一定的局限。

为提高热处理过程中温度场计算的精度，本文开……