大型航空构件专用热氢处理炉流-热-固耦合仿真分析

• 作者: 乔达 卞祥德 付经伦 丁林超 王同 陆文林
• 来源期刊: 金属热处理
• 学科: 航空航天
• 关键词: 热氢处理炉 仿真分析 氢脆 热应力
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 数值模拟
• 页码范围: 214-219
• 页数: 6页
• 分类号: V448.15+3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.039

摘要

采用冷壁结构设计的大型航空构件专用热氢处理炉结构复杂,多层隔热结构炉胆隔热屏板厚度极薄,导致网格划分和模拟计算十分困难.本文采用等效热阻的简化思路,在保证计算精度的前提下,将多层结构的炉胆等效为一层,节约了计算资源,实现了热氢处理炉的全尺寸流-热-固耦合仿真.评估了热氢处理炉的隔热效果,在炉温1000℃时,炉胆外壁面温度只有200～350℃,呈条纹状分布;冷壁结构设计的炉壳外层壁面温度约25℃,具有较好的保温隔热效果;最大热应力264 MPa,位于料台底座;拉伸性能测试表明,料台底座Q235钢经300℃渗氢处理后抗拉强度约为565 MPa,安全系数为2.14.本文分析了热氢处理炉的温度场、热应力场,并评估了其安全储备系数,为大型热氢处理炉全尺寸仿真提供了思路,为结构设计提供了数据支撑.