鐓粗過程的表面溫度對比

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在鍛造過程中，鍛件溫度是作為控制鍛造過程開展的一個重要指標，也是材料熱物理性能的表現，因此通過試驗來驗證有限元模型鍛件表面溫度的分布，可以驗證有限元材料模型的熱物理性能參數的準確性。

鐓粗過程鍛件側表面溫度的試驗測量結果與模擬結果如圖 3-11（a）所示，當打擊錘數初始為 0，即表示鍛造前鍛件側表面的試驗測量值。在整個鐓粗過程，鍛件側表面溫度的試驗值要小于模擬值，并且試驗值與模擬值的差值隨著打擊錘數的增加而增大。

鐓粗過程鍛件端面溫度變化曲線如圖 3-11（b）所示，從鍛錘數 0 到第 3 錘之間，由于砧的初始溫度比較低，與鍛件接觸后，鍛件端面溫度下降特別快。而隨著鍛錘數的增加，鍛件端面和砧面之間傳熱達到了一個熱平衡，鍛件端面溫度變化相對比較小。因此無論是試驗值還是模擬值，從鍛件與砧接觸后，由于散熱和傳熱關系，鍛件端面溫度會出現逐步下降的趨勢，但是溫度變化值會相對比較小。從試驗值和模擬值的比較來看，鍛件端面溫度試驗值要稍微低于模擬值。

綜上所述，通過鐓粗過程鍛件表面溫度的試驗測量值與有限元模擬值的比較，其溫度變化規律相似。整個試驗鐓粗過程鍛件側面溫度降了96℃，而整個有限元模擬鐓粗過程鍛件側面溫度下降了80℃，側表面溫度試驗值與模擬值的最大差值為16℃，相對鍛造區間溫度誤差4.0%。鍛件端面在整個試驗鐓粗過程和有限元模擬鐓粗過程的溫度下降分別為375℃和351℃，試驗值與模擬值的最大差值出現最后一錘鍛造后，最大差值為24℃，相對鍛造區間溫度誤差6.0%。其產生誤差的主要原因是試驗過程由于每鍛打1錘測量需要測量鍛件的溫度和尺寸，由于測量過程所需時間長短的不確定性因素，造成了在測量過程鍛件溫度會有所下降，而模擬過程的散熱時間要小于試驗鍛造過程的散熱時間，因此試驗測量值要小于模擬結果值，并且隨著測量次數的累計，試驗測量值與模擬結果值之間的差值會逐步擴大。