DEFORM加热过程的相转变

今天带来的是一个热处理过程中的加热过程相转变的案例。通过这个例子我们可以了解如何使用一个刚性平面来作为对称边界条件。

1 首先新建一个问题，然后进入前处理器点击，进入2D模式。

2 对模拟控制进行设置

这里设置为平面应变问题，然后勾选上Deformation、Heat trasfer和Transformation。

由于这里的停止条件不由总步数控制，所以可将总步数设置到最大。

步长这里设置成温度由温度定义，初始时间步为0.1，最大温度变化为5℃每步，最小时间步为0.1，最大时间步为20。

停止控制这里设置为3600s也就是加热一小时。

加工条件这里设置环境温度为850℃，热对流系数为0.1N/sec/mm/℃。

3 工件设置

首先添加工件，并设置成弹塑性体，温度默认，材料为材料库中的steel-S45C-JAPAN，即45号钢。

从DEFORM安装文件夹加中导入几何。并划分网格500个。

定义边界条件，工件下部y方向固定，并定义左右两边与环境进行热交换。

随后对工件C元素含量进行初始化，C元素含量为0.14。

对原始相进行初始化，将工件的初始相全部定义为珠光体。

3 刚性对称面设置

刚性平面可以始终用作对称平面。对于设置对称面来说，零速度条件可能更容易定义，例如上面的Y，fixed条件，但在与轴向（例如 X 轴或 Y 轴）不对应的方向上需要对称平面的情况下，唯一可用的方法只有使用刚性平面。刚性平面的作用与对称平面完全一样。刚性对称面的设置要求如下：

• 节点不允许与平面分离（由接触条件中的分离标准定义）

• 刚性平面是工件的主体（也是物体间的条件）

• 两个物体之间的摩擦为零（物体间条件）

• 刚性平面足够大以覆盖工件的对称平面

首先同样添加刚性平面

导入刚性平面几何。

这里需要着重注意一下，为了不使刚性面不与工件分离，这里定义分离标准为绝对压强，并且值为1e7，尽可能大。然后不设置摩擦系数以及换热系数。

4 生成DB文件并计算

5 后处理结果查看

奥氏体的体积分数变化

随着加热过程，珠光体基本转化成奥氏体了。

工件体积变化

这里有一个问题，按理说随着温度的升高，由于热胀冷缩，工件的体积应该单调递增才对，为什么会出现一个向下凹的曲线呢？各位可以思考一下。

公众号后台回复【加热相变】可获取几何文件以及KEY文件

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