[发明专利]一种板材真空退火过程温度场预测方法

权利要求书

1.一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取热处理炉、工装夹具、板材的材料属性参数和几何参数；

S2、基于步骤S1获取的几何参数分别构建热处理炉、工装夹具、板材的几何模型，并将各个部件的几何模型导入有限元软件完成各个部件的装配，对装配后的几何模型进行网格划分；

S3、采用稳态法测量板材间的接触热阻、采用有限元软件内置模块制定板材的辐射率变化与传导率变化、采用二次开发子程序DISP处理热处理炉表面不同区域热源，完成真空退火过程边界条件的确定；

S4、基于步骤S3获取的边界条件，通过有限元软件模拟出各个节点各个时刻的温度场数据，获得数值模拟温度场；

S5、利用数值模拟后处理模块处理步骤S4获得的值模拟温度场，得到板材真空退火过程不同时刻的温度场分布云图，通过该温度场分布云图预测退火时板材各个位置的温度变化。

2.根据权利要求1所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，步骤S3中，接触热阻的具体获取过程如下：

基于板材的几何模型与板材的材料属性，采用稳态法测量板材间的接触热阻，对传热方程进行离散化处理，再用采用黄金分割法对目标函数进行优化，得到等效热阻解。

3.根据权利要求2所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，离散化处理后的传热方程如式(1)所示：

式中，τ为时间；ρ为密度；c为比热；T为温度；x、y、z为空间坐标。

4.根据权利要求1所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，步骤S4中，数值模拟温度场的具体过程如下：

在计算出一个节点后，其余节点温度近似获得，即将空间域离散到时间域按步长循环加载，用离散的点逼近连续的时空域，得到数值模拟温度场。

5.根据权利要求1所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，步骤S4中，有限元软件将建模网格ASCII码转换成二进制码进行计算，同时调用二次开发的DISP程序文件.for作为通信端口，设定热处理炉热源状态；模拟出各个节点各个时刻的温度场数据。

6.根据权利要求1所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述材料属性参数包括密度、比热容、导热系数和线膨胀系数。

7.根据权利要求1所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述几何参数包括热处理炉、工装夹具和板材的结构特点与实际尺寸。

8.根据权利要求1所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，将获取的材料属性参数和几何参数直接存入有限元软件。

9.根据权利要求1所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，步骤S2中，几何模型的构建采用CATIA。

10.根据权利要求9所述的一种板材真空退火过程温度场预测方法，其特征在于，步骤S2中，所述网格划分采用六面体网格技术。