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研究生:成三貴
研究生(外文):San-Guay Chen
論文名稱:圓柱鋼材端淬火之溫度分佈研究
論文名稱(外文):Transient temperature distribution in the end quenching for steel cylinder
指導教授:翁政義翁政義引用關係
指導教授(外文):Cheng-I Weng
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1994
畢業學年度:82
語文別:中文
中文關鍵詞:共軛梯度法淬火逆解熱傳導問題
外文關鍵詞:Conjugate Gradient MethodQuenchInverse Heat Conduction Problem
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本文以實驗及數值方法分析鋼材端淬火之暫態溫度場及淬火端面之熱傳
量,藉此了解鋼材淬火之熱傳遞量及暫態溫度場之響應,以作為日後之熱應
力,應變,硬度,及微觀組織分析之基礎。求得一正確之應力場或微觀組織
前, 必需以最佳方法求得精確之淬火面熱傳導係數, 及材料界面及內部溫
度分佈。且在淬火實驗表面受到淬火液遮蔽之影響量測得到, 即使測量得
到, 精確度受到很大影響, 因此以量測鄰近端面位置之溫度場, 再利用逆
解熱傳導問題處理。數值部分將淬火之熱傳導模式以二維之熱傳導模式,
由有限元素法(fi -nite element) 配合共軛梯度法,將實驗所量得在鄰近
淬火端面指定點之溫度, 以淬火過程中之暫態行為。為簡化問題並以一維
之熱傳模式比較共軛梯度法(conjugate gradient method)與最小平方法(
least square met -hod) 之穩定性及精確度分析。本文利用最小化推導
共軛梯度法, 設定各種不同型式之界面熱通量,測試共軛梯度法的精確及
穩定性。最後利用實驗得到之溫度場以逆解法求控o淬火端面之熱通量。
本文以有限單元法解空間域問題, 時間項的處理則採用適合分析短時期暫
態響應的時間積分法。實驗部分採用熱電耦(thermocouple)量測溫度,在
淬火過程中,熱量由端面傳出使材料溫度下降,藉由分析紀錄儀及pc將指定
點之溫度紀錄,配合最小平方近似法(least square approximation)之曲
線擬合(curve fitti -ng),可求得量測截面暫態溫度分佈。本文並舉例驗
證數值方法之可行性, 由實驗所得淬火端面鄰近之溫度 ,配合有限元素法
的計算,求得淬火端面的暫態溫度場及傳出端面之熱傳量。

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