基于FPGA的简易电子琴的设计

齿轮淬火温度场的仿真能够很好地完成瞬态热分析，瞬态传热分析计算个系统地随时间变化的温度场及其他热参数，在工程上般用其计算温度场并作为热载荷进行应力分析。

瞬态传热分析中的载荷是随时间变化的，必须将载荷时间曲线分为载荷步，载荷时间曲线中的每个拐点为个载荷步，如图所示对于每个载荷步，必须定义载荷值及时问值，同时必须选择载荷步为简便或阶越。

瞬态热分析基本步骤包括构建模型施加载荷求解与后处理。

步骤建模的基本流程如图图建模流程图根据以上步骤，设置工件名为，定义材料密度，比热，热传导率取时，，为得到较精确的仿真结果，划分网格密度为，经以上步骤，得出模型的网格划分图如图确定工件名，工作标题，单位定义单元类型并设置选项定义单元实常数划分网格导入几何模型定义材料热性能参数热传导率，密度，比热图热力学模型的网格划分图步骤载荷求解的基本流程图仿真载荷求解流程图根据步骤，定义分析类型为模型三维实体的温度场仿真，设置初始温度为定义分析类型定义均匀的温度场，设置初始温度设置载荷步的选择，淬火介质温度为，载荷设置为秒，每载荷步为秒。

步骤后处理的基本流程图仿真数据后处理流程图由于齿轮渗碳后淬火的特殊性，整个瞬态过程的不稳定结果，使得我们无法给出确切的即时温度场，所有的仿真都是对可能持续时间的估计和推断，也就是说，我们只能仿真出淬火温度场出现的趋势和范围，而无法给出点的即时温度。

通常淬火是为了强化齿面硬度增加耐磨性，同时增加齿轮内部应力，产生应变。

淬火增效强化的时间通常在开始淬火的几十秒内，但由于淬火冷却的实际情况比较复杂，淬火增效强化的时间范围难以把握，为了研究需要，我们选取秒秒秒为可能出现的淬火增效强化范围，逐进行温度场仿真。

淬火增效进行之后的温度场变化对齿轮齿面性能影响较小，产生的内应力及应变小于前者，基本上属于典型的热胀冷缩类型，故不作为研究对象。

以下仅列出秒，秒和秒的温度场应力场仿真分析。

温度场仿真齿廓和内圈边界受淬火油作用，从被加热的骤冷至与淬火油边界的平衡温度不等于平均温度，考虑到液体流动速度，冷却时间和平衡温度需要根据计算过程设定，轮齿两侧结合边界属于对称边界。

这样即可建立相应的温度场计算模型，通过次迭代计算，求出轮齿与淬火油边界的平衡温度，然后进行最后的温度场计算。

图分别为斜齿圆柱齿轮秒，秒和秒基本数据导出数据列表显示淬火温度场。

随着时间延长，冷却层深入轮齿内部。

图斜齿圆柱齿轮秒淬火温度场图斜齿圆柱齿轮秒淬火温度场图斜齿圆柱齿轮秒淬火温度场由仿真图可以看出齿心与齿面的温差变化，在秒时在秒时在秒时，。

随着温度的推移，齿心与齿面的温差逐渐增大，其热应力也随之增大，所以在淬火刚开始的这个时间段内，是累积热应力的主要过程。

由于在淬火的过程中，齿面与齿心的温差较大，就整个齿轮而言，尺寸较小的轮齿部分淬火过程中受作用最为明显，会引起不同程度的尺寸和形状误差，所以在齿轮的加工过程中，要根据仿真的结果，分析其综合变形量，应用到实际的生产加工中，为齿轮的下步篇论文的完成，我的大学生活也即将结束。

对于这次论文的完成，我要特别感谢我的指导老师马老师，这篇论文是在他的悉心指导和严格要求下完成的。

从论文初稿的修改到最后的定稿，老师以诲人不倦的态度，步步的悉心指导，指出我的并提出了好多建议。

他严谨细致的治学态度和亲切和蔼的待人风范，深深地感动了我。

即使他有好多工作要做，有好多学生的论文要指导，但每次跟我交流都会很耐心地指出我论文中的不当之处，可见他对我们学生是多么的用心。

在此，我向马老师表示深深地感谢和崇高的敬意，感谢马老师在论文写作中给予了我极大的帮助，同时，我要感谢在我大学学习过程中传授我知识的教授和老师，因为有他们的谆谆教导，我才能有良好的专业功底，为这篇论文的完成打下了坚实的基础。

感谢他们教导和栽培，通过撰写这篇论文，我查阅大量书籍，学到了好多知识，也对我的专业有了更深刻的认识。

最后，再次感谢老师和所有给过我帮助的老师和同学，谢谢你们，参考文献纪名刚机械设计第八版高等教育出版社。

王焕琴，杜家熙，马孝琴机械工程材料与热加工电子科技大学出版社，王勖成有限单元法清华大学出版社薛守义有限单元法中国建材出版社胡德林金属学及热处理西北工业大学出版社，关鼎，肖平阳三维造型典型实例教程机械工业出版社，李强，淬火过程的计算机模拟与试验研究燕山大学，工程材料实用手册编委会工程材料实用手册北京中国标准出版社，张方瑞应用基础与实例教程电子工业出版社，杨世铭，陶文铨传热学第四版北京高等教育出版社，孔祥谦有限单元法在传热学中的应用北京科学出版社，赵镇南传热学第版北京高等教育出版社，谢建斌，金属及合金在不同介质中淬火时的数值模拟和应用研究，昆明理工大学，刘庄，吴肇基，吴景之等热处理过程的数值模拟第版北京科学出版社，李维特，黄保海，毕仲波热应力理论分析及应用北京中国电力出版社，艺加工，取个合适的叫加工余量。

通过对温度场仿真结果进行分析，我们可以清晰地得出齿轮淬火过程中各时间段的温度变化，各部分间的温差范围，推算出齿轮的各部分的淬火变形方式和形变量，同样，根据对仿真结果个时间段的对比分析，可以较快捷准确地确定齿轮淬火过程中的最佳时间，为齿轮淬火分析提供理论依据。

淬火应力分布的仿真由于齿轮的不同部分之间的热膨胀系数不匹配，在淬火的急速冷却过程中，彼此的收缩不致，从而导致热应力的产生，同时也达到了齿面增效强化的目的。

热应力问题实际又是两个物理场之间的相互作用，故属于耦合场问题。

提供了两种分析热应力的方法直接法和间接法。

图间接法分析数据流程图使用间接法的步骤基本上是先进行热分析，重新进入前处理，然后设置结构分析，读入热分析的节点温度后再设置参考温度，最后进行求解和后处理。

我们采用后者，先进行热分析获得淬火温度场分布，然后将求得的节点温度作为体载荷加到结构应力分析中。

淬火过程产生不均匀的应力分布，齿廓应力变化明显，应力集中在齿根部位，图分别为秒秒和秒轮齿增效强化的应力分布。

图斜齿圆柱齿轮秒淬火热应力分析分析结果结图斜控格低。

总承包模式的不足之处招标发包工作难度大。

合同条款不易准确确定，容易造成较多的合同争议。

因此，虽然合同量最少，但是合同管理的难度般较大。

业主择优选择承包方范围小。

由于承包范围大介入项目时间早工程信息未知数多，因此承包方要承担较大的风险，而有此能力的承包单位数量相对较少，往往导致竞争性降低，合同价格较高。

质量控制难度大。

其原因是质量标准和功能要求不易做到全面具体准确，质量控制标准制约性受到影响二是他人控制机制薄弱。

总承包模式总承包模式的介绍，采购和施工是工程总承包方式的种，即采购施工总承包模式。

采用这种模式主要是因模式中设计相对独立，或业主因未知风险多而自己承担大部分管理风险，对设计采购施工模式工程进行直接拆分，把设计环节单独拿出来分包，另外把采购和施工合并分包。

兰州石化新建万吨年乙烯装置采用总承包方式，设计单位为中国石油寰球工程公司，总承包商为惠生工程中国有限公司。

在工程建设时，直接江西科技学院本科毕业论文设计负责该项目管理的业主方项目经理部共有人。

设计方与总承包商，各司其责密切配合，在设备材料选型采购和产品质量保证，工程进度和安装调试等方面统筹兼顾，优化进程，使得该工程年月开工，年月底高标准中交，建设周期个月，月中旬次开车投料成功，装置物耗能耗在系统名列前茅，创造了国内乙烯工程建设的新纪录。

抚顺石化公司新建万常减压蒸馏装置采用总承包方式，设计单位为中国石化集团洛阳石油化工工程公司，总承包单位为中国石油第七建设公司。

建设过程中，直接负责该项目管理的业主方项目经理部共有人，该工程建设历时个月，顺利完成了建设任务。

同样，独山子石化新建万吨年全密度聚乙烯装置独山子石化新建万吨年丁苯橡胶装置等工程建设均采用总承包方式，完全按照预期目标，保质保量的完成了工程建设任务。

该模式对提高管理水平缩短建设周期提高工程质量降低工程造价具有重要作用。

总承包模式的优势避免了项目投资的失控目前，在石油石化系统承担总承包的单位多数是以设计为主的工程公司，大部分项目的前期可行性研究及初步设计工作均由其承担。

由于些项目在设计前期就已初步确定了工程建设模式，因此，总包单位在概算编制过程中会不可避免的尽量提高合理概算的额度，以争取自身最大利益，这样就会造成项目总投资难以控制。

而采用模式，采购施工由业主单独发包，在定程度上可以对项目总投资实施有效控制，保障了业主的利益。

合理利用了业主方现有的人力资源和经验资源石油石化行业很多大型项目建设般都依托于原有的石油化工企业，很施经营战略变革，进行资源优化配置，提高企业综合实力和抗风险能力，认真做好合同管理工作，并按合同管理的相关规定严格控制工程变更，实现对工程投资的科学管理和有效控制。

工程总承包模式的运作过程管理模式合同责任和风险分配与通常的专业工程的施工合同差异是很大的，因而总体上加大了总承包商的合同责任和风险。

在工程项目的整个实施过程中，业主及工程总承包公司应认清形势，合理应对，不断完善风险管理体制，适应市场竞争的需要，促使总承包体制向规果温度对时间的导数节点热流率向量，包含热生成。

齿轮淬火温度场的仿真能够很好地完成瞬态热分析，瞬态传热分析计算个系统地随时间变化的温度场及其他热参数，在工程上般用其计算温度场并作为热载荷进行应力分析。

瞬态传热分析中的载荷是随时间变化的，必须将载荷时间曲线分为载荷步，载荷时间曲线中的每个拐点为个载荷步，如图所示对于每个载荷步，必须定义载荷值及时问值，同时必须选择载荷步为简便或阶越。

瞬态热分析基本步骤包括构建模型施加载荷求解与后处理。

步骤建模的基本流程如图图建模流程图根据以上步骤，设置工件名为，定义材料密度，比热，热传导率取时，，为得到较精确的仿真结果，划分网格密度为，经以上步骤，得出模型的网格划分图如图确定工件名，工作标题，单位定义单元类型并设置选项定义单元实常数划分网格导入几何模型定义材料热性能参数热传导率，密度，比热图热力学模型的网格划分图步骤载荷求解的基本流程图仿真载荷求解流程图根据步骤，定义分析类型为模型三维实体的温度场仿真，设置初始温度为定义分析类型定义均匀的温度场，设置初始温度设置载荷步的选择，淬火介质温度为，载荷设置为秒，每载荷步为秒。

步骤后处理的基本流程图仿真数据后处理流程图由于齿轮渗碳后淬火的特殊性，整个瞬态过程的不稳定结果，使得我们无法给出确切的即时温度场，所有的仿真都是对可能持续时间的估计和推断，也就是说，我们只能仿真出淬火温度场出现的趋势和范围，而无法给出点的即时温度。

通常淬火是为了强化齿面硬度增加耐磨性，同时增加齿轮内部应力，产生应变。

淬火增效强化的时间通常在开始淬火的几十秒内，但由于淬火冷却的实际情况比较复杂，淬火增效强化的时间范围难以把握，为了研究需要，我们选取秒秒秒为可能出现的淬火增效强化范围，逐进行温度场仿真。

淬火增效进行之后的温度场变化对齿轮齿面性能影响较小，产生的内应力及应变小于前者，基本上属于典型的热胀冷缩类型，故不作为研究对象。

以下仅列出秒，秒和秒的温度场应力场仿真分析。

温度场仿真齿廓和内圈边界受淬火油作用，从被加热的骤冷至与淬火油边界的平衡温度不等于平均温度，考虑到液体流动速度，冷却时间和平衡温度需要根据计算过程设定，轮齿两侧结合边界属于对称边界。

这样即可建立相应的温度场计算模型，通过次迭代计算，求出轮齿与淬火油边界的平衡温度，然后进行最后的温度场计算。

图分别为斜齿圆柱齿轮秒，秒和秒基本数据导出数据列表显示淬火温度场。

随着时间延长，冷却层深入轮齿内部。

图斜齿圆柱齿轮秒淬火温度场图斜齿圆柱齿轮秒淬火温度场图斜齿圆柱齿轮秒淬火温度场由仿真图可以看出齿心与齿面的温差变化，在秒时在秒时在秒时，。

随着温度的推移，齿心与齿面的温差逐渐增大，其热应力也随之增大，所以在淬火刚开始的这个时间段内，是累积热应力的主要过程。

由于在淬火的过程中，齿面与齿心的温差较大，就整个齿轮而言，尺寸较小的轮齿部分淬火过程中受作用最为明显，会引起不同程度的尺寸和形状误差，所以在齿轮的加工过程中，要根据仿真的结果，分析其综合变形量，