1、　　表面熱處理是對(duì)金屬材料表面通過(guò)加熱和冷卻的方式改變其力學(xué)性能的熱處理工藝。主要分為表面淬火和化學(xué)熱處理兩大類。作為一種典型的表面熱處理工藝，激光加熱表面淬火和氣體滲碳廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械制造部門。
　　本文以激光加熱表面淬火和滲碳為例，對(duì)表面熱處理過(guò)程溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。本文簡(jiǎn)述了有限元分析思想及 ANSYS 軟件，通過(guò)間接法先進(jìn)行溫度場(chǎng)分析，再在結(jié)構(gòu)分析中讀入溫度場(chǎng)分析所得節(jié)點(diǎn)溫度值

2、，并將其作為體載荷施加，進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析。在激光加熱表面淬火模擬過(guò)程中，針對(duì) Q235 鋼板表面激光掃描變形問(wèn)題，模擬激光掃描鋼板表面溫度場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)。在滲碳模擬過(guò)程中，對(duì) 20 鋼表面滲碳溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，得到滲碳過(guò)程溫度分布特征及應(yīng)力分布規(guī)律，并分析它們對(duì)滲碳過(guò)程的影響。由于使用 ANSYS 進(jìn)行表面熱處理相關(guān)工藝設(shè)計(jì)效率高且成本低，因此在生產(chǎn)和研究中有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　激光表面淬火過(guò)程模擬結(jié)果表明：隨激

3、光功率的增大，金屬表面最高溫度也增加。在應(yīng)力場(chǎng)模擬中，隨溫度的升高，最大應(yīng)力也增加，最大應(yīng)力分布在與激光掃描線對(duì)應(yīng)的背面約束處。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，隨激光掃描功率的增加，鋼板的變形量呈現(xiàn)出增大的趨勢(shì)，且實(shí)驗(yàn)值0.90mm、0.86mm和0.98mm與模擬值0.86mm、0.97mm和1.09mm基本吻合。表明選擇的數(shù)學(xué)模型合理，模擬手段比較可靠。滲碳模擬結(jié)果表明：根據(jù)溫度場(chǎng)模擬結(jié)果，將任意時(shí)刻的節(jié)點(diǎn)溫度，帶入公式計(jì)算出該時(shí)刻的滲層深度，本文算出滲