热态锻件尺寸变化时温度场模型的验证中的实验设计

为了验证锻造过程中热态锻件尺寸变化影响下的温度场模型，建立以1045号钢为模拟材料，形状为轴对称柱类的锻件为研究对象的模拟实验。锻件材料的特性如下表4-1。锻件的轴向尺寸(高度)为150 cm，径向的半径为3 5 cm，初始的高径比为2.14，锻件的初始温度为1200 0C，外界环境温度为20 0C。由于实时测量的锻件尺寸和温度的信息较大，所以要对锻件瞬时情况下，锻件尺寸、温度进行测量和研究。锻件选取的压下量分别为5%,  10%,  15%,  20%,   25%,  30%,  35%,  40%,  45%,50%时，通过绿激光尺寸测量系统和红外热成像测温系统分别对其锻件的尺寸和温度进行测量，锻件实时测量现场如图4-2所示。在图4-2中，锻件测量装置包括绿激光尺寸测量装置和红外热成像测温装置。在实际的锻造过程中，锻件测量装置在控制系统的作用下，使得绿激光尺寸测量装置和红外热成像测温装置随着控制系统不断地移动和变化，进而可在锻件不同的压下量时，实时地获取的锻件尺寸和温度。并通过计算机的显示界面进行显示。根据测量的不确定性和测量装置的分辨率，可确定锻件测量装置的不确定性和可重复性。锻件温度在4001200 0C时，红外热成像测温系统的不确定性为1%，锻件尺寸在40}150cm时，绿激光尺寸尺寸测量系统的不确定性为0一0.3 cm。基于该绿激光尺寸测量系统和红外热成像测温系统，可获得锻造过程中不同压下量下的锻件尺寸和温度的测量信息，并为下一步求取锻件温度的模拟和基于锻件尺寸变化下的温度场的理论值求取，提供了有力的依据和基础。

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