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作者：白欣茹;高畅;余海东;顾彬;
单位：上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室;
摘要：喷淋淬火技术是火箭贮箱箱底等大型薄壁椭球结构制造的关键热处理工艺。由于喷淋过程中冲击射流换热存在显著的空间非均匀性，导致热处理后结构变形的预测与控制面临严峻挑战。因此，研究单射流淬火的非均匀换热分布规律，对于提升大型椭球薄壁结构的变形控制精度具有重要的意义。本文旨在建立一种数学和物理特征相结合的单射流淬火非均匀换热分布模型，预测薄壁结构的换热分布特征和温度场分布，从而指导喷淋淬火过程的优化设计。建立了大型薄壁椭球结构的冲击射流换热物理仿真模型，研究大尺寸椭球结构表面单点射流流动特征与对流换热分布规律；提出了数学和物理特征相结合的单射流淬火非均匀换热分布模型，并结合仿真分析结果和Levernberg-Marquardt算法确定顶点射流下椭球曲面对流换热分布的特征参数，探讨了不同几何参数对结构表面换热分布特征的影响规律。结果表明：单射流淬火换热存在局部非均匀性，且椭球曲面的顶点单射流淬火换热存在中心热点区，即射流中心的对流换热系数并非最大值；当椭球结构的短轴长度增大时，结构顶点弯曲程度增大，表面最大换热系数减小，冷却速度随之减慢，射流换热影响区尺寸增大，因此结构几何参数变化会引发射流淬火换热效率的显著差异。
关键词：喷淋淬火;;贮箱箱底;;射流仿真;;非均匀换热;;换热分布模型
基金资助：国家自然科学基金资助项目(52275502)
