[发明专利]用于预测淬火期间的传热系数的系统和方法

摘要

一种预测金属铸件在淬火和/或冷却过程中的传热系数的方法。首先，通过计算流体动力学CFD仿真获得初始的一组HTC数据，仿真条件包括工件几何、初始金属铸件温度(分布)、淬火床/槽尺寸和设置、以及给定的或基线(标准)淬火条件，这些条件包括但不限于空气和/或气体的流动速度、空气和/或气体相对于工件的流动方向、空气和/或气体的温度、空气和/或气体的湿度等。由CFD计算得出的用于工件整个表面的初始HTC值然后通过乘以比例因子能够被优化，以最小化预测温度-时间曲线与在给定的或基线淬火条件下的实验测量结果之间的误差。当针对标准/基线淬火条件对HTC值进行优化时，一系列半经验的方程式(或权函数)可用于快速修正用于不同淬火条件的标准/基线HTC数据(也就是淬火条件和基线之间的偏差)，而不需要执行完整的传热和优化计算。同时还提供了系统和制造物件。

主权项

一种预测铸件在淬火过程中的传热系数分布的方法，包括：提供了利用规定的淬火过程淬火的规定铸件、所述规定铸件的传热系数分布和所述规定铸件的温度‑时间曲线；采用复现了所述规定的淬火过程的仿真淬火过程对复现了所述规定铸件的虚拟铸件的淬火进行仿真；计算来自所述仿真淬火过程的所述虚拟铸件的传热系数分布；采用所述计算得出的传热系数分布来仿真所述虚拟铸件的传热，以确定关于所述仿真淬火过程的至少一部分的所述虚拟铸件的温度‑时间曲线；将所述虚拟铸件的温度‑时间曲线和所述规定铸件的温度‑时间曲线进行对比；如果所述虚拟铸件的温度‑时间曲线和所述规定铸件的温度‑时间曲线之间的差异超过预设的条件，则使用比例因子来调整所述确定的传热系数分布；和任选地，使用表示了对所述规定的淬火过程所做修正的修正因子来调整所述确定的传热系数；其中，所述调整后的计算得出的传热系数分布是对使用修正的淬火过程制造的铸件的传热系数分布的预测；和使用所述调整后的传热分布为所述修正的淬火过程设置淬火条件。