[發(fā)明專利]一種鋁合金熱沖壓工藝界面換熱系數(shù)的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010113420.6
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111220648B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 校文超;岳文;康嘉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（北京）
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G06F30/23;G06F30/17;B21C51/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

1.一種鋁合金熱沖壓工藝界面換熱系數(shù)的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：組裝實驗裝置并測量實驗模具和試樣的表面粗糙度，所述實驗裝置包括上模、試樣、定位銷、下模、第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶、第四熱電偶、第五熱電偶，試樣安裝在下模上，定位銷安裝在下模上的邊緣，定位銷設置有多個，對試樣進行定位，上模能夠向下移動，對試樣進行熱沖壓，所用試樣為軋制板材；

步驟2：所述實驗模具和所述試樣上水平設置有多個對溫度進行采集的熱電偶，所述熱電偶連接有溫度采集模塊，進行熱沖壓實驗，在熱沖壓實驗過程中每間隔單位時間t采集所述實驗模具和所述試樣的溫度；

步驟3：輸出實驗過程中試樣溫度-時間曲線，并計算預估界面換熱系數(shù)；

步驟4：根據(jù)所述實驗模具和所述試樣的表面粗糙度建立微觀尺度有限元仿真模型；根據(jù)所述實驗模具和所述試樣的表面粗糙度，將試樣及實驗模具相接觸的表面為具有波峰與波谷的曲面形狀，所述曲面形狀采用樣條曲線繪制；設計所述實驗模具為剛體，在沖壓過程中不發(fā)生變形；設計所述試樣為彈塑性體，在沖壓過程中可發(fā)生塑性變形；采用網(wǎng)格的重劃分功能對所述試樣的仿真模型進行設置；

步驟5：輸入預估界面換熱系數(shù)進行有限元仿真分析；

步驟6：輸出有限元仿真過程中所述試樣的溫度-時間曲線；

步驟7：對比仿真過程的試樣溫度-時間曲線與實驗過程的試樣溫度-時間曲線是否一致，計算實驗過程中所述試樣的平均冷卻速率；計算仿真過程中所述試樣的平均冷卻速率，比較仿真過程中所述試樣的平均冷卻速率與實驗過程中所述試樣的平均冷卻速率偏差是否小于或等于10％，如果是則判定仿真過程中所述試樣的溫度-時間曲線與實驗過程中所述試樣的溫度-時間曲線一致，如果否則判定不一致；如果是，將所述預估界面換熱系數(shù)作為最終結(jié)果輸出，如果否，對所述預估界面換熱系數(shù)的大小進行修正并返回步驟5。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金熱沖壓工藝界面換熱系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述有限元仿真模型為二維截面模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金熱沖壓工藝界面換熱系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述試樣寬度方向的尺寸為100μm～2000μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金熱沖壓工藝界面換熱系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述試樣進行網(wǎng)格的重劃分功能設置時，網(wǎng)格單邊長度不大于0.6μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金熱沖壓工藝界面換熱系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述步驟7中對所述預估界面換熱系數(shù)的大小進行修正的具體方法為：仿真過程中所述試樣的平均冷卻速率大于實驗過程中所述試樣的平均冷卻速率，則調(diào)小預估界面換熱系數(shù)；仿真過程中所述試樣的平均冷卻速率小于實驗過程中所述試樣的平均冷卻速率，則調(diào)大預估界面換熱系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金熱沖壓工藝界面換熱系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述單位時間t的取值為0.02s。