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| 对高速钢工件进行深冷处理可提高其机械性能和使用寿命的观点在业界已经得到了广泛的认可。近年来，在深冷处理这项新工艺上，业内已其展开了深入研究。在我国，深冷处理的研究起步较晚，其计算机模拟更是处于起始阶段。由于深冷处理工艺尚不成熟以及液氮的消耗量过大，使得这项工艺难以推广。本文以高速钢丝锥和可调液氮深冷箱为研究对象，以提高箱内流场的均匀性、减小丝锥的温度差、减少液氮的消耗量为目标，来实现降低深冷处理成本、改善深冷处理效果的目的。利用Pro/E的参数化建模功能对丝锥进行建模并参数化，结合流体力学、传热学的相关理论以及FLUENT的热传递模拟功能，对高速钢丝锥的深冷处理过程进行数值模拟。本文分析的丝锥材料为高速钢W9Mo3Cr4V，深冷箱的有效容积为800mm×650mm×600mm3，论文的主要研究内容有：（1）应用Pro/E软件对各种规格的丝锥进行参数化建模，并生成族表实例；基于ANSYS-Workbench平台，对深冷箱进行多体部件建模（包括从Pro/E中导入的丝锥模型），并对丝锥和箱体进行网格划分。（2）根据传热学基本理论，对氮气及W9Mo3Cr4V高速钢丝锥的热物理参数进行曲线拟合，对丝锥深冷处理的数值模拟进行材料参数、边界条件等前处理设置，并通过实验验证了其可靠性。（3）利用FLUENT软件，对丝锥在箱内的布放位置、排列形式、风扇的转速、排气孔的位置进行了比较和优化；对深冷处理的进液速度、深冷时间与液氮消耗量之间的关系进行了分析；同时还对不同深冷处理方式、不同直径丝锥的冷透时间、深冷箱的装炉量进行了分析。本课题的研究受到国家自然科学基金项目的资助，项目编号：51275333； |
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