Modelowanie MES procesu azotowania części maszyn

W artykule zamieszczono przykłady zastosowania MES do obliczeń czasoprzestrzennego rozkładu stężenia azotu w azotowanych modelowych elementach o kształcie kubicznym oraz w modelowym kole zębatym. W tym celu zaimplementowano model kinetyki wzrostu warstwy azotowanej Fe(N) w środowisku Comsol Multiphysic, dla tych dwóch rozważanych obiektów modelowych. Do dyskretyzacji obiektu zastosowano element skończony typu Lagrange-Quadratic o kształcie tetragonalnym. Wyniki obliczeń zobrazowano w postaci: mapy rozkładów stężeń, izopowierzchni stężenia, klasycznych profili rozkładów stężenia azotu w funkcji odległości od powierzchni oraz zmiany stężenia azotu w formie wykresu trójwymiarowego we współrzędnych: stężenie, czas oraz odległości od powierzchni.

---

FEM application examples are given for calculations of concentration distributions of nitrogen in function of time and spatial coordinates in the nitrided model cubic-shaped elements and gear-wheel model. For this purpose, the model of nitrided layer growth kinetics Fe(N) was implemented in Comsol Multiphysic environment for these two model objects considered. For discretization were used a finite element of Lagrange-Quadratic type of tetragonal shape. The results of the calculations illustrated in the form of map distributions of nitrogen concentration, concentrationisosurfaces, classic profiles of nitrogen concentration distributions as function of a distance from the surface and of the changes nitrogen concentration in form of a three-dimensional graph coordinates: concentration, time and distance from the surface.