合金钢圆柱体空冷过程温度场模拟

合金钢圆柱体空冷过程温度场模拟摘要：随着计算机技术的迅速发展，正火过程的计算机模拟越来越受到人们的重视，已成为当今正火过程研究和正火工艺设计中必不可少的重要方法。热处理过程计算机模拟具有速度快、效率高、结果形象逼真、能综合全面反映热处理过程中各种变化规律的特点。与试验研究相结合，可以极大地拓展实测数据提供的信息，完成试验研究很难做到甚至不能做到的工作。合金钢热处理直接影响着合金钢材料组织和力学性能。本文采用ANSYS软件通过创建几何模型、划分网格、加载求解等过程对20CrMnTi正火和空冷温度场进行模拟。实验结果表明：在合金钢热处理过程中，合金钢壁厚不同，会影响正火温度场分布，从而影响合金钢的寿命和质量。通过对模拟结果的分析，可以为合金钢的变形、开裂等缺陷的预测提供依据。关键词：ANSYS分析基础，正火工艺基础，20CrMnTi正火分析AlloysteelcylinderaircoolingtemperaturefieldsimulationAbstract：Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,thenormalizingprocesscomputersimulationmoreandmoregetpeoplesattention,hasbecometodaysresearchandnormalizingprocessisindispensableimportantmethodinthedesignoffireprocess.Computersimulationofheattreatmentprocesswithhighspeed,highefficiency,theimageisclearandcomprehensivereflectionofthecharacteristicsofvariouschangelawintheprocessofheattreatment.Combinedwithexperimentalstudy,cangreatlyexpandtheinformationprovidedbythemeasureddata,completeexperimentalstudyhardcantevendothatwork.Alloysteelheattreatmentdirectlyaffectstheorganizationandmechanicalpropertiesofalloysteelmaterials.ThisarticleUSEStheANSYSsoftwarebycreatingmodelgeometry,mesh,loadoftheprocessof20crmntiisfireandaircoolingtemperaturefieldwassimulated.Theexperimentalresultsshowthatintheprocessofalloysteelheattreatment,steelwallthicknessisdifferent,willaffectthenormalizingtemperaturefielddistribution,soastoaffecttheservicelifeofalloysteelandquality.Throughtheanalysisofsimulationresults,canforthepredictionofthedeformation,crackingandotherdefectsofalloysteel.Keywords:ANSYSanalysisfoundation,normalizingprocess,20crmntinormalizedanalysis目录1绪论.11.1问题的提出和研究意义.11.2研究现状.21.3本文研究目的和研究内容.22ANSYS软件组成.42.1ANSYS简介.42.2ANSYS软件组成.43合金钢加热数值模拟过程.83.1模拟方案的确定.83.2数值模拟的内容.83.2.1材料及参数的选择.93.2.2构建数学模型.93.2.3网络划分.103.2.4施加载荷与求解.113.2.5后处理.143.3数值模拟结果讨论.204合金钢空冷数值模拟过程.214.1模拟方案的确定.214.2数值模拟的内容.214.2.1材料及参数的选择.214.2.2构建数学模型.214.2.3网络划分.224.2.4施加载荷与求解.234.2.5后处理.264.3数值模拟结果讨论.32结论.33参考文献.34致谢.3501绪论1.1问题的提出和研究意义（1）通过模拟20CrMnTi合金钢加热温度场，确定加热时间；通过模拟20CrMnTi合金钢空冷温度场，确定冷却时间。（2）通过对20CrMnTi合金钢温度场分析，可以将载荷直接施加在节点或者单元上，简单的选择全部所需的节点或者单元，并指定适当的约束。选取得到圆柱体体心点、棱上点、顶面圆心点的温度随时间的变化关系。（3）空冷后工件内的应力、变形和开裂都是由于工件加热或冷却时温度不均匀而引起的。因此空冷过程数值模拟的第一步,即为温度场的数值模拟;温度场的计算结果既是零件内组织性能的预测依据,同时又作为输入参数计算工件正火时的瞬时应力和应变,预测正火后工件内部残余应力和变形开裂倾向1。1.2研究现状20CrMnTi是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等2。是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在30mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等。化学成分：碳C：0.170.23、硅Si：0.170.37、锰Mn：0.801.10、铬Cr：1.001.30、硫S：允许残余含量0.035、磷P：允许残余含量0.035、镍Ni：允许残余含量0.030、铜Cu：允许残余含量0.030、钛Ti：0.040.103力学性能：抗拉强度b(MPa)：1080(110)、屈服强度s(MPa)：835(85)、伸长率5(%)：10、断面收缩率(%)：45、冲击功Akv(J)：55、冲击韧性值kv(J/cm2)：69(7)、硬度：217HB、试样毛坯尺寸为15mm、密度：7803kg/m3、弹性模量:207GPa、泊松比:0.25、导热率:1.2610-51/411.3本文研究目的和研究内容1）模拟20CrMnTi加热过程时，一些时刻的温度场分布及圆柱体中心、表面圆心、边缘处的温度随时间的变化关系。如刚开始加热时，20CrMnTi圆柱体的温度场分布，加热到需要温度时的温度场分布；圆柱体上这些特殊点在刚开始加热，加热中，加热完成时的温度变化关系。2）模拟20CrMnTi空冷过程时，一些时刻的温度场分布及圆柱体中心、表面圆心、边缘处的温度随时间的变化关系。如刚开始冷却时，20CrMnTi圆柱体的温度场分布，空冷至中期时以及空冷完成时的温度场分布；圆柱体上这些特殊点在刚开始空冷，过程中，结束时的温度变化关系。3）了解及分析20CrMnTi热处理前后组织及力学性能的变化，做详细的对比记录，从而达到优化零件热加工工艺的目的。22ANSYS软件组成2.1ANSYS简介ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,IDEAS,AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAD工具之一5-7。2.2ANSYS软件组成软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。（1）前处理模块PREP7双击实用菜单中的“Preprocessor”，进入ANSYS的前处理模块。这个模块主要有两部分内容：实体建模和网格划分。实体建模:ANSYS程序提供了两种实体建模方法：自顶向下与自底向上。自顶向下进行实体建模时，用户定义一个模型的最高级图元，如球、棱柱，称为基元，程序则自动定义相关的面、线及关键点。用户利用这些高级图元直接构造几何模型，如二维的圆和矩形以及三维的块、球、锥和柱。无论使用自顶向下还是自底向上方法建模，用户均能使用布尔运算来组合数据集，从而“雕塑出”一个实体模型。ANSYS程序提供了完整的布尔运算，诸如相加、相减、相交、分割、粘结和重叠。在创建复杂实体模型时，对线、面、体、基元的布尔操作能减少相当可观的3建模工作量。ANSYS程序还提供了拖拉、延伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能。附加的功能还包括圆弧构造、切线构造、通过拖拉与旋转生成面和体、线与面的自动相交运算、自动倒角生成、用于网格划分的硬点的建立、移动、拷贝和删除。自底向上进行实体建模时，用户从最低级的图元向上构造模型，即：用户首先定义关键点，然后依次是相关的线、面、体。网格划分:ANSYS程序提供了使用便捷、高质量的对CAD模型进行网格划分的功能。包括四种网格划分方法：延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。延伸网格划分可将一个二维网格延伸成一个三维网格。映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分，然后选择合适的单元属性和网格控制，生成映像网格。ANSYS程序的自由网格划分器功能是十分强大的，可对复杂模型直接划分，避免了用户对各个部分分别划分然后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后，用户指示程序自动地生成有限元网格，分析、估计网格的离散误差，然后重新定义网格大小，再次分析计算、估计网格的离散误差，直至误差低于用户定义的值或达到用户定义的求解次数。（2）求解模块SOLUTION前处理阶段完成建模以后，用户可以在求解阶段获得分析结果。点击快捷工具区的SAVE_DB将前处理模块生成的模型存盘，退出Preprocessor，点击实用菜单项中的Solution，进入分析求解模块。在该阶段，用户可以定义分析类型、分析选项、载荷数据和载荷步选项，然后开始有限元求解。ANSYS软件提供的分析类型如下：结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。ANSYS可进行的结构动力学分析类型包括：瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。结构非线性分析4结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。动力学分析ANSYS程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时，可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。热分析程序可处理热传递的三种基本类型：传导、对流和辐射。热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热结构耦合分析能力。电磁场分析主要用于电磁场问题的分析，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等。还可用于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域。流体动力学分析ANSYS流体单元能进行流体动力学分析，分析类型可以为瞬态或稳态。分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。并且可以利用后处理功能产生压力、流率和温度分布的图形显示。另外，还可以使用三维表面效应单元和热流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效应。声场分析程序的声学功能用来研究在含有流体的介质中声波的传播，或分析浸在流体中的固体结构的动态特性。这些功能可用来确定音响话筒的频率响应，研究音乐大厅的声场强度分布，或预测水对振动船体的阻尼效应。压电分析用于分析二维或三维结构对AC（交流）、DC（直流）或任意随时间变化的电流或机械载荷的响应。这种分析类型可用于换热器、振荡器、谐振器、麦克风等部件及其它电子设备的结构动态性能分析。可进行四种类型的分析：静态分析、模态分析、谐波响应分析、瞬态响应分析。（3）后处理模块POST1和POST26ANSYS软件的后处理过程包括两个部分：通用后处理模块POST1和时间历程5后处理模块POST26。通过友好的用户界面，可以很容易获得求解过程的计算结果并对其进行显示。这些结果可能包括位移、温度、应力、应变、速度及热流等，输出形式可以有图形显示和数据列表两种。通用后处理模块POST1点击实用菜单项中的“GeneralPostproc”选项即可进入通用后处理模块。这个模块对前面的分析结果能以图形形式显示和输出。例如，计算结果（如应力）在模型上的变化情况可用等值线图表示，不同的等值线颜色，代表了不同的值（如应力值）。浓淡图则用不同的颜色代表不同的数值区（如应力范围），清晰地反映了计算结果的区域分布情况。时间历程响应后处理模块POST26点击实用菜单项中的TimeHistPostpro选项即可进入时间历程响应后处理模块。这个模块用于检查在一个时间段或子步历程中的结果，如节点位移、应力或支反力。这些结果能通过绘制曲线或列表查看。绘制一个或多个变量随频率或其它量变化的曲线，有助于形象化地表示分析结果。另外，POST26还可以进行曲线的代数运算8。63合金钢加热数值模拟过程3.1模拟方案的确定本试验采用ANSYS14.0有限元分析软件，对合金钢圆柱体加热过程进行温度场模拟。模拟方案如下：第一步：建立工作文件名和工作标题第二步：定义单元类型第三步：定义材料性能参数第四步：创建几何模型，划分网络第五步：加载求解第六步：查看求解结果图3.1合金钢圆柱体图3.2数值模拟的内容73.2.1材料及参数的选择20CrMnTi的热物性参数见表3.1表3.120CrMnTi的热物性参数93.2.2构建数学模型通过分析发现合金钢圆柱体是一个轴对称物体，可以取纵截面的四分之一为研究对象。（1）定义单元类型选择MainMenu/Preprocessor/ElementType/Add/Edit/Delete命令，出现ElementTypes对话框，点击Add，在LibraryofElementTypes选择ThermalSolid/Quad4node55，点击OK关闭对话框。点击Options，出现PLANE55elementtypeoptions对话框，在Elementbehavior选项下选择Axisymmetric，点击OK关闭。（2）定义材料性能参数选择MainMenu/Preprocessor/MaterialProps/MaterialModels命令，出现DefineMaterialModelBehavior对话框。在Thermal下依次输入材料密度、比热、导热系数（20CrMnTi密度为7835Kg/m3）。在DefineMaterialModelBehavior对话框中选择Material/Exit命令，关闭该对话框。8(3)创建几何模型选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/Rectangle/ByDimensions命令，出现CreateRectangleByDimensions对话框。参照图3.3进行设置。图3.3生成矩形面对话框3.2.3网络划分（1）选择MainMenu/Preprocessor/Meshing/SizeCntrls/ManualSize/Global/Size命令，出现GlobalElenentSizes对话框，在SIZEElementedgelengths输入框中输入0.0005，单击Ok键关闭该对话框。（2）选择MainMenu/Preprocessor/Meshing/Mesh/Areas/free命令，出现MeshAreas菜单，选择生成的矩形面，单击Ok按钮关闭该菜单。（3）选择UtilityMenu/Plot/Elements命令，网络划分后的结果如图3.4所示。9图3.4网络划分结果显示3.2.4施加载荷与求解（1）选择MainMenu/Solution/AnalysisType/NewAnalysis命令，出现NewAnalysis对话框，选择分析类型为Transient。单击Ok按钮，出现TransientAnalysis对话框，在TRNOPTSolusionmethod单选框中选择Full，单击OK按钮关闭该对话框。（2）选择MainMenu/Solution/AnalysisType/SolnControls命令，出现SolutionControls对话框，单击Basic选项卡，参照图3.5对其设置；单击Transient选项卡，参照图3.6对其进行设置，单击OK关闭对话框。10图3.5求解控制基本选项设置对话框图3.6求解控制瞬态选项设置对话框（3）选择MainMenu/Solution/AnalysisOptions命令，出现Full11TransientAnalysis对话框。在EQSLVEquationsolver下拉列表框中选择JCGout-of-core选项，在TOFFSTTemperaturedifference输入273。（4）选择MainMenu/Solution/DefineNodes/Apply/Thermal/Temperature/On/Nodes命令，出现ApplyTEMPonNodes菜单，按图3.7进行操作，完成后点击OK，出现ApplyTEMPonNodes对话框，在VALIFilmcoefficient列表框中输入10，在VAI2IBulktemperature输入框中输入960，如图3.8所示，单击Ok按钮关闭该对话框。图3.7施加载荷示意图12图3.8载荷条件示意图（5）选择MainMenu/Solution/DefineNodes/Apply/Thermal/Temperature/UniformTemp命令。出现UniformTemerature对话框输入20，单击OK关闭。（6）选择MainMenu/Solution/LoadStepOpts/Time/Frequenc/Time-TimeStep命令，出现TimeandTimeStepOptions对话框，在DELTIMTimestepsize输入框中输入5，其他选项采用默认设置，单击Ok键关闭该菜单。（7）选择MainMenu/Solution/Solve/CurrentLS命令出现/STATUSCommand对话框和SolveCurrentLoadStep对话框，关闭STATUSCommand对话框，单击SolveCurrentLoadStep对话框上的Ok键，ANSYS开始求解计算。求解结束后将出现Note对话框，单击其上的Close键关闭该对话框。3.2.5后处理（1）选择MainMenu/GeneralPostproc/ReadResults/LastSet命令。（2）选择MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/ContourPlot/NodalSolu命令，出现ContourNodalSolusionData对话框，选择Nodalsolusion/DOF13solusion/temperature,单击Ok键，ANSYS显示窗口将显示圆柱体内部温度场分布等值线图。图3.920CrMnTi圆柱体加热170s温度场分布图图3.1020CrMnTi圆柱体加热1070s温度场分布图14图3.1120CrMnTi圆柱体加热2070s温度场分布图图3.1220CrMnTi圆柱体加热4070s温度场分布图15图3.1320CrMnTi圆柱体加热24070s温度场分布图（3）选择MainMenu/TimeHistPostpro/DefineVariables命令，出现DefinedTime-HistoryVariables对话框。（4）单击其上的Add按钮，出现AddTimeHistoryVariables对话框,选择NodalDOFresult,单击其上的Ok键，出现DefineNodalData菜单，用鼠标拾取体心点，单击Ok键，出现DefineNodalData对话框，采用其默认设置，单击Ok键关闭该对话框，重复以上操作，分别拾取棱点、顶面心点。单击GraphData分别出现体心、棱点、面心温度随时间变化图。16图3.1420CrMnTi圆柱体加热时体心温度随时间变化图图3.1520CrMnTi圆柱体加热时棱上点温度随时间变化图17图3.1620CrMnTi圆柱体加热时顶面圆心温度随时间变化图图3.1720CrMnTi圆柱体加热120s时特殊点对比图18(5)选择UtilityMenu/Style/Graphs/ModifyAxes命令，出现AxesModificationsforGraphPlots对话框，在/AXLABX-axislabel输入框中输入TIME,(sec),在/AXLABY-axislabel输入框中输入TEMPERATURE,单击Ok键关闭该对话框。3.3数值模拟结果讨论由设定的求解条件可以得到20CrMnTi合金钢圆柱体加热过程42000s内圆柱体各部分的温度分布，并可以模拟特殊点温度场随时间的动态变化过程10。从图3.9到图3.13可以发现加热开始时温度变化较快，到4070s后温度变化较慢，最低温度与最高温度差很小，到24070s时基本上到了终止温度。从图3.14到图3.16发现体心温度、棱上点温度、顶面圆心温度变化区别很小，将其时间变化范围缩小到120s时（即为图3.17所示）可以看出棱上点温度变化最快，其次是顶面圆心，变化最小是体心温度。194合金钢空冷数值模拟过程4.1模拟方案的确定本试验采用ANSYS14.0有限元分析软件，对合金钢圆柱体空冷过程进行温度场模拟。模拟方案如下：第一步：建立工作文件名和工作标题第二步：定义单元类型第三步：定义材料性能参数第四步：创建几何模型，划分网络第五步：加载求解第六步：查看求解结果4.2数值模拟的内容4.2.1材料及参数的选择20CrMnTi的热物性参数见表4.1表4.120CrMnTi的热物性参数94.2.2构建数学模型20通过分析发现合金钢圆柱体是一个轴对称物体，可以取纵截面的四分之一为研究对象。（1）定义单元类型选择MainMenu/Preprocessor/ElementType/Add/Edit/Delete命令，出现ElementTypes对话框，点击Add，在LibraryofElementTypes选择ThermalSolid/Quad4node55，点击OK关闭对话框。点击Options，出现PLANE55elementtypeoptions对话框，在Elementbehavior选项下选择Axisymmetric，点击OK关闭。（2）定义材料性能参数选择MainMenu/Preprocessor/MaterialProps/MaterialModels命令，出现DefineMaterialModelBehavior对话框。在Thermal下依次输入材料密度、比热、导热系数（20CrMnTi密度为7835Kg/m3）。在DefineMaterialModelBehavior对话框中选择Material/Exit命令，关闭该对话框。(3)创建几何模型选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/Rectangle/ByDimensions命令，出现CreateRectangleByDimensions对话框。参照图4.1进行设置。图4.1生成矩形面对话框4.2.3网络划分21（1）选择MainMenu/Preprocessor/Meshing/SizeCntrls/ManualSize/Global/Size命令，出现GlobalElenentSizes对话框，在SIZEElementedgelengths输入框中输入0.0005，单击Ok键关闭该对话框。（2）选择MainMenu/Preprocessor/Meshing/Mesh/Areas/free命令，出现MeshAreas菜单，选择生成的矩形面，单击Ok按钮关闭该菜单。（3）选择UtilityMenu/Plot/Elements命令，网络划分后的结果如图4.2所示。图4.2网络划分结果显示4.2.4施加载荷与求解（1）选择MainMenu/Solution/AnalysisType/NewAnalysis命令，出现NewAnalysis对话框，选择分析类型为Transient。单击Ok按钮，出现TransientAnalysis对话框，在TRNOPTSolusionmethod单选框中选择Full，单击OK按钮关闭该对话框。22（2）选择MainMenu/Solution/AnalysisType/SolnControls命令，出现SolutionControls对话框，单击Basic选项卡，参照图4.3对其设置；单击Transient选项卡，参照图4.4对其进行设置，单击OK关闭对话框。图4.3求解控制基本选项设置对话框23图4.4求解控制瞬态选行设置对话框（3）选择MainMenu/Solution/AnalysisOptions命令，出现FullTransientAnalysis对话框。在EQSLVEquationsolver下拉列表框中选择JCGout-of-core选项，在TOFFSTTemperaturedifference输入273。（4）选择MainMenu/Solution/DefineNodes/Apply/Thermal/Temperature/On/Nodes命令，出现ApplyTEMPonNodes菜单，按图4.5进行操作，完成后点击OK，出现ApplyTEMPonNodes对话框，在VALIFilmcoefficient列表框中输入10，在VAI2IBulktemperature输入框中输入20，单击Ok按钮关闭该对话框。24图4.5施加载荷示意图（5）选择MainMenu/Solution/DefineNodes/Apply/Thermal/Temperature/UniformTemp命令。出现UniformTemerature对话框输入960，单击OK关闭。（6）选择MainMenu/Solution/LoadStepOpts/Time/Frequenc/Time-TimeStep命令，出现TimeandTimeStepOptions对话框，在DELTIMTimestepsize输入框中输入5，其他选项采用默认设置，单击Ok键关闭该菜单。（7）选择MainMenu/Solution/Solve/CurrentLS命令出现/STATUSCommand对话框和SolveCurrentLoadStep对话框，关闭STATUSCommand对话框，单击SolveCurrentLoadStep对话框上的Ok键，ANSYS开始求解计算。求解结束后将出现Note对话框，单击其上的Close键关闭该对话框。4.2.5后处理（1）选择MainMenu/GeneralPostproc/ReadResults/LastSet命令。（2）选择MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/ContourPlot/NodalSolu命令，25出现ContourNodalSolusionData对话框，选择Nodalsolusion/DOFsolusion/temperature,单击Ok键，ANSYS显示窗口将显示圆柱体内部温度场分布等值线图。图4.620CrMnTi圆柱体空冷205s温度场分布图图4.720CrMnTi圆柱体空冷1015s温度场分布图26图4.820CrMnTi圆柱体空冷4015s温度场分布图图4.920CrMnTi圆柱体空冷8125s温度场分布图27图4.1020CrMnTi圆柱体空冷16015s温度场分布图（3）选择MainMenu/TimeHistPostpro/DefineVariables命令，出现DefinedTime-HistoryVariables对话框。（4）单击其上的Add按钮，出现AddTimeHistoryVariables对话框,选择NodalDOFresult,单击其上的Ok键，出现DefineNodalData菜单，用鼠标拾取体心点，单击Ok键，出现DefineNodalData对话框，采用其默认设置，单击Ok键关闭该对话框，重复以上操作，分别拾取棱点、顶面心点。单击GraphData分别出现体心、棱点、面心温度随时间变化图。28图4.1120CrMnTi圆柱体空冷时体心温度随时间变化图图4.1220CrMnTi圆柱体空冷时棱上点温度随时间变化图29图4.1320CrMnTi圆柱体空冷时顶面圆心温度随时间变化图图4.1420CrMnTi圆柱体空冷120s时特殊点对比图30(5)选择UtilityMenu/Style/Graphs/ModifyAxes命令，出现AxesModificationsforGraphPlots对话框，在/AXLABX-axislabel输入框中输入TIME,(sec),在/AXLABY-axislabel输入框中输入TEMPERATURE,单击Ok键关闭该对话框。4.3数值模拟结果讨论由设定的求解条件可以得到20CrMnTi合金钢圆柱体空冷过程42000s内圆柱体各部分的温度