(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111580505.6 (22)申请日 2021.12.2 2 (71)申请人 重庆科技学院 地址 401331 重庆市沙坪坝区大 学城东路 20号 (72)发明人 龙帅　周杰　李世山　周玉婷　 戴庆伟　彭鹏　 (74)专利代理 机构 重庆博凯知识产权代理有限 公司 50212 代理人 张先芸 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑入水方式的铝合金淬火残余应力 模拟方法 (57)摘要 本发明提供一种考虑入水方式的铝合金淬 火残余应力模拟方法， 通过基础试验构建准确的 模拟材料数据文件、 建立有限元模型、 施加可移 动边界条件， 实现对铝合金入水姿态、 入水速度 的模拟， 精确地预测实际铝合金淬火残余应力分 布情况。 基于考虑了铝合金淬火入 水过程对残余 应力的影响， 因此贴近生产实际情况， 能够更加 准确地反映铝合金淬火过程的残余应力情况。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114186465 A 2022.03.15 CN 114186465 A 1.一种考虑入水方式的铝合金淬火残余应力模拟方法， 其特征在于， 构建准确的模拟 材料数据库、 建立有限元模型和可运动的边界条件， 实现对铝合金淬火入水 过程的模拟。 2.根据权利要求1所述考虑入水方式的铝合金淬火残余应力模拟方法， 其特征在于， 包 括如下步骤： （1） 基于物理模拟试验和热物理试验， 获得所述铝合金试样块热物性参数和力学性能 参数； 包括： 1.1通过在GLEEBLE热物理模拟试验机上进行热物理压缩试验获得室温至固溶温度范 围内的铝合金杨氏模量、 屈服强度； 1.2通过在激光导热仪、 淬火膨胀仪上进行热物理试验获得铝合金室温至固溶温度范 围内的比热容、 热传导系数、 热膨胀系数； 1.3采用试样块进行淬火试验获得温度 ‑时间变化曲线， 依据传热原理反求出界面换热 系数； （2） 建立有限元模型和定义 边界条件： 2.1建立需要模拟的对象锻件的弹塑性有限元模型， 有限元模型所包含的材料数据为 步骤1中所获得的杨氏模量、 屈服强度、 比热容、 热传导系数和热膨胀系数； 2.2建立边界条件， 边界条件所包 含的数据为 步骤1所获得的界面换 热系数； 2.3建立边界条件的空间范围及其与锻件的空间位置关系， 设置边界条件向锻件运动 的相对速度， 该速度与锻件向边界条件空间的运动速度值相等； （3） 对锻件淬火模型进行仿真模拟： 3.1将边界条件空间以锻件特定状态下的空间坐标轴X、 Y、 Z方向或呈一定空间角度从 一定距离向锻件以自由落体或一定 速度运动； 3.2进行仿真运 算； （4） 对各工艺残余应力进行云图分析和点追踪分析： 特定锻件以特定运动方向获得残余应力分布最低且最均匀。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114186465 A 2一种考虑入水方式的铝合金淬火残余应力模拟方 法 技术领域 [0001]本发明涉及成形制造或热处理领域， 具体涉及一种考虑入水方式的铝合金淬火残 余应力模拟方法。 背景技术 [0002]铝合金需在成形后经过固溶淬火获得过饱和固溶体， 以便在时效阶段析出强化相 提升力学性能。 铝合金淬火后将产生残余应力， 如不对残余应力进行消减将导致机加工变 形， 同时增加应力腐蚀开裂倾向。 残 余应力消减效果与其淬火后的分布状态、 消减工艺紧密 相关， 不同淬火方式显著影响铝合金淬火残余应力分布状态。 [0003]现有的模拟方法普遍采用忽略铝合金入水过程的淬火方式， 即忽略了入水姿态、 入水速度对淬火后残余应力分布的影响， 因此无法准确地获取淬火后的残余应力分布情 况， 基于此制定的残余应力消减工艺 也无法获得 更加理想的消减效果。 [0004]基于此， 如何获得铝合金淬火残余应力模拟方法是本领域技术人员有待解决的问 题。 发明内容 [0005]针对现有技术存在的上述不足， 本发明的目的是提供一种铝合金淬火残余应力模 拟方法， 以准确地获取淬火后的残余应力分布情况。 [0006]实现上述目的， 本发明采用如下技 术方案： 一种考虑入水方式的铝合金淬火残余应力模拟方法， 其特征在于， 构建准确的模 拟材料数据库、 建立有限元模型和可运动的边界条件， 实现对铝合金淬火入水 过程的模拟。 [0007]具体包括如下步骤： （1） 基于物理模拟试验和热物理试验， 获得所述铝合金试样块热物性参数和力学 性能参数； 包括： 1.1通过在GLEEBLE热物理模拟试验机上进行热物理压缩试验获得室温至固溶温 度范围内的铝合金杨氏模量、 屈服强度； 1.2通过在激光导热仪、 淬火膨胀仪上进行热物理试验获得铝合金室温至固溶温 度范围内的比热容、 热传导系数、 热膨胀系数； 1.3采用试样块进行淬火试验获得温度 ‑时间变化曲线， 依据传热原理反求出 界面 换热系数； （2） 建立有限元模型和定义 边界条件： 2.1建立需要模拟的对象锻件的弹塑性有限元模型， 有限元模型所包含的材料数 据为步骤1中所获得的杨氏模量、 屈服强度、 比热容、 热传导系数和热膨胀系数； 2.2建立边界条件， 边界条件所包 含的数据为 步骤1所获得的界面换 热系数； 2.3建立定义边界条件的空间范围及其与锻件的空间位置关系， 设置边界条件向 锻件运动的相对速度， 该速度与锻件向边界条件空间的运动速度值相等；说　明　书 1/4 页 3 CN 114186465 A 3