热胀冷缩是自然界物质的固有属性,温度变化引起的热变形对机械设备、仪器仪表精度以及武器装备正常使用的影响越来越大。传统的热变形理论忽略了外力作用,只考虑材料受自身属性的影响。实际上,热应力产生的变形量在总的热变形量中占有一定的比例,对热变形量的计算非常重要。由于传统的热变形理论忽略了零件内部温度不均产生热应力,进而产生的热变形量,对于精度要求不是很高的零件可以正常使用,而对于高精度或现代纳米精度来讲是不适用的。本文以机械体系中常见的孔型零件为基础,结合经典的热变形计算公式,推导了孔型零件稳态均匀温度场热变形计算公式。运用有限元分析软件(主要采用ANSYS软件的热分析模块),验证了公式的正确性。 有限元数值分析软件在求解稳态非均匀温度场孔型零件热变形量时,考虑了孔型零件受外力、温度不均产生热应力等各种因素对热变形的影响。借助有限元软件数值分析的结果,对影响工作状态下孔型零件热变形误差的主要因素进行了分析,建立了热变形的预测及误差修正公式。 稳态温度场是机械系统处于稳定运行状态下的表现。实际上,零件在工作状态下常常处于动态温度场中。借助于有限元分析软件,分析了孔型零件动态温度场的热变形情况及其影响的主要因素。为减小孔型零件动态热变形量提供了设计上的理论依据。 止口零件是某型武器机械系统中的重要配合部件,在长期的加工、装配和使用过程中发现,止口零件的热变形是产生加工误差的重要因素。传统的加工方法多靠人工经验进行最后一刀的切削。运用有限元分析软件,建立了止口零件热变形计算模型。有效的解决了止口零件因热变形产生加工误差的问题。