Wyznaczanie odkształceń towarzyszących hartowaniu powierzchniowym wielościegowym źródłem ciepła

• Autorzy: Kulawik A. , Wróbel J.

Warianty tytułu

EN

The determination of the strains for the multipath heat source of the hardening process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono model numeryczny procesu hartowania ruchomym źródłem ciepła elementów stalowych ze średniowęglowej stali konstrukcyjnej. Dokonano analizy zjawisk cieplnych, przemian fazowych w stanie stałym oraz zjawisk mechanicznych towarzyszących obróbce cieplnej elementu stalowego w kształcie rury. Przyjęto, że ruch źródła ciepła odbywał się po ścieżkach kołowych równoległych. Pola temperatury i naprężeń wyznaczono na podstawie opracowanego oprogramowania wykorzystującego metodę elementów skończonych dla zadań 3D. Do wyznaczania udziałów fazowych w stanie stałym wykorzystano model makroskopowy oparty na analizie wykresów CTP.

EN

In the paper a numerical model for the hardening process of surface heat source of steel elements with medium carbon constructional steel have been presented. In this model the relationship occurring between thermal phenomena, phase transformation in the solid state and mechanical phenomena have been taken into account. To solution of the tasks the finite element method is used (three-dimensional tasks). The simulations were performed for the heat source move on the parallel circular path. The presented results of the simulations are the thermal, structural, plastic strains and effective stresses in the hardening steel parts.

Słowa kluczowe

PL

hartowanie powierzchniowe; modelowanie numeryczne; przemiany fazowe w stanie stałym; naprężenia

EN

surface hardening; numerical modelling; phase transformations in the solid state; stresses

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 16, nr 47
• Strony: 123--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Kulawik A.

• Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Wróbel J.

• Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• 1. Avrami M.: Kinetics of phase change. „Journal of Chemical Physics” 1939, 7, p. 1103 -1112.
• 2. Bokota A.: Modelowanie hartowania stali narzędziowych: zjawiska cieplne, przemiany fazowe, zjawiska mechaniczne. Częstochowa: Pol. Częstochowska, 2012. Monografie nr 233.
• 3. Coret M., Combescure A.: A mesomodel for numerical simulation of the multiphasic behavior of materials under anisothermal loading (application to two low-carbon steels). “International Journal of Mechanical Sciences” 2002, 44, p. 1947-1963.
• 4. Fischer, F.D.,Reinsner, G., Werner, E., Tanaka, K., Cailletaud, G., Antretter, T.: A new view on transformation induced plasticity (TRIP). “International Journal of Plasticity” 2000, 16, p. 723 - 748.
• 5. Geijselaers H.J.M.: Numerical simulation of stresses due to solid state transformations. The simulation of laser hardening. Thesis University of Twente, The Netherlands, 2003.
• 6. Koistinen D. P., Marburger R. E.: A general equation prescribing the extent of the autenite-martensite transformation in pure iron-carbon alloys and plain carbon steels. “Acta Metallica” 1959, 7, p. 59 - 60.
• 7. Li C., Wang Y., Zhan H., Han T., Han B., Zhao W.: Three-dimensional finite element analysis of temperatures and stresses in wide-band laser surface melting processing. “Materials and Design” 2010, 31, p. 3366 - 3373.
• 8. Mochnacki B., Nowak A., Pocica A.: Numerical model of superficial layer heat treatment using the TIG method, Polska metalurgia w latach 1998-2002, t. 2, Komitet Metalurgii PAN, WN “AKAPIT” Kraków 2002, p. 229-235.
• 9. Winczek J., Kulawik A.: Dilatometric and hardness analysis of C45 steel tempering with different heating-up rates. “Metalurgija” 2012, 51 (1), p. 9-12.
• 10. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L.: The finite element method. Oxword: Butterworth-Heinemann, 2000.