铸辊套筒温度场近似解析方法研究

铸辊套筒温度场近似解析方法研究

一、铸轧辊套温度场的近似解析方法研究(论文文献综述)

乔东洋[1](2019)在《AZ31B镁合金双辊铸轧中新型铸轧辊冷却系统的三维数值模拟》文中认为双辊薄带连续铸轧技术是冶金领域内的一种新型加工工艺。其工艺特点是将熔融态金属液体浇入两个反方向旋转的铸轧辊辊缝之间,将快速凝固和轧制变形结合到一起,从而完成由液态金属到金属带材的近终成型过程。在镁合金带材的双辊连续铸轧过程中,铸轧辊的设计对带材的生产质量起着非常重要的作用。铸轧辊辊芯内流道的形式在不断发展,出现的结构也是多种多样。但流道的形式都是停留在怎样可以散热更快、更好,而对边部温度的控制却没有好的解决办法。根据各种金属不同生产方式的对比,铸轧是最为快捷、简便的一种短流程合金带材生产方式。然而,对于不同的合金带材而言,想要铸轧出较高的品质,就需要保证合金带材边部开裂程度降低。因此对铸轧辊的边部温度调节会提出更高的要求。至今为止,所有铸轧辊都不能人为地控制边部的温度,这很难满足铸轧过程中降低边部开裂程度的要求,这也是本领域尚未解决的问题。本课题采用的技术方案是,开发一种成对使用的新型铸轧辊,通过调整沿辊身长度方向上的水流量分布,来调整铸轧辊轴向的冷却强度分布,实现对镁合金铸轧带材边部质量的改善。首先,对铸轧辊内部的冷却水模型进行数学分析,并确定铸轧辊及铸轧区镁合金熔体温度场仿真所需要的传热方程及边界条件。其次,设计一种冷却水水量调节套,将其通过特定的结构装配到铸轧辊辊芯的冷却水进水管道内(可以通过旋转进行微调),从而调节辊芯上沟槽内冷却水的流量分布,来调节辊套轴向冷却强度分布。最后,利用三维建模软件Solid Works对冷却水、辊芯、辊套及镁合金熔体进行建模。先对加载水量调节套前后两种情况下的冷却水流场、温度场以及镁合金熔体温度场分别进行了仿真分析,然后对辊套内冷却水对流换热系数的分布进行三种假设。结合流体的能量控制方程,利用Fluent软件分别对三种设想情况下铸轧区AZ31B镁合金熔体的温度场进行了仿真模拟。通过对三种设想情况下的仿真结果进行对比,得出所设计的冷却水量调节套对铸轧辊冷却强度的影响规律,为现场生产提供重要的参考依据。

白龙[2](2019)在《铸轧温度场与辊套热变形模拟分析与实验研究》文中研究指明铸轧技术因具有短流程、低能耗、投资少等特点被推崇为21世纪冶金领域最具发展的技术之一,因此受到企业、高校、研究所的青睐。但是,在铸轧过程中,由于铸轧辊处在铸轧力与温度交变作用的复杂工况之中,交变温度成为辊套失效的主要原因,辊套的失效大大制约着铸轧辊和与之接触的侧封板的使用寿命,影响生产顺行,降低铸轧成品板带材质量,给生产带来安全隐患,使铸轧技术的应用受到限制。作为直接与金属熔液接触的辊套,对所铸轧的金属熔液既要起到冷却的作用,又要对其进行轧制,铸轧辊转速、熔池温度是影响铸轧辊温度场及辊套热变形的主要工艺参数。本文主要探讨不同的铸轧辊转速以及不同的热源接触温度对铸轧温度场以及辊套热变形的影响。本文主要的研究内容包括设计并搭建铸轧实验平台,进行实验方案设计,设计并完善辅助实验设备及测试仪器,开展铸轧辊套温度场测试实验。根据实验数据,结合仿真软件,对仿真模型进行修正。通过建立两种与实验相对应的仿真模型体系,分别从线接触和面接触两种形式对不同铸轧辊转速和不同铸轧接触温度对铸轧温度场以及辊套的热变形进行分析。在进行仿真模拟时,结合实际铸轧过程建立了瞬态流体模型,依据铸轧过程中热量的转换理论,分析了不同热源接触温度以及不同铸轧辊转速下的辊套温度场及其变化规律;在静力学仿真分析中,将瞬态流体模型温度场数值施加到静力学模型中,得到了不同铸轧辊转速和不同铸轧接触温度的辊套热变形云图,通过分析,绘制了不同热源接触温度以及不同铸轧辊转速下的辊套圆周温度分布曲线。进一步,对热源接触温度、铸轧辊转速的实际生产工况参数进行模拟,针对铸轧辊的周向温度场曲线的变化趋势进行对比、分析和总结。研究结果表明,随着铸轧辊转速提高,铸轧区温度有轻微下降,但铸轧辊套外表面温度差明显降低,铸轧辊套的温度梯度明显降低,对提高铸轧辊套的寿命、生产率以及铸轧产品质量均有利;铸轧区热源温度越高,铸轧辊的周向温度以及整体温度场幅值越大,铸轧辊套外表面温度差也越大,铸轧辊套热变形量越大,对铸轧辊套和侧封板的寿命和铸轧产品质量均不利。研究结果有助于铸轧生产工艺参数的合理设定,为铸轧的理论研究提供一定的参考。

张凤心,杨轶龙,吴丙恒,宋秉钧[3](2017)在《方坯连铸机拉矫辊仿真优化研究》文中进行了进一步梳理针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂方坯连铸机拉矫辊辊套焊缝处开焊漏水,造成铸坯扭曲变形的问题,采用有限元分析软件对拉矫辊的温度场、应力场进行仿真,分析了焊缝开焊原因,结果确定采用芯轴加周边钻孔的拉矫辊结构,现场实际应用后,拉矫辊平均寿命由2个月提高到6个月,辊套漏水的问题得到解决,保证了铸坯质量。

石俊杰[4](2012)在《铸轧辊内部冷却水流场及轧辊温度场仿真分析》文中提出双辊薄带铸轧技术被认为是冶金领域的一项前沿技术,现在己经广泛应用于有色金属的工业生产中,它的工艺是将凝固与塑性成形过程融为一体,开辟了许多深层次的基础性研究领域,包括化学冶金、力学冶金、材料科学等。在轧制过程中,铸轧工艺参数的选择至关重要。利用现代数值模拟技术对铸轧过程中冷却水的流场、温度场以及辊套的温度场进行分析研究,有利于推动铸轧理论与技术的发展。本课题是以燕山大学机械工程学院和材料学院共同研制的实验铸轧机为研究对象,来分析冷却水的流场、温度场以及铸轧辊辊套的温度场。首先,本文对冷却水的湍流模型进行了数学描述,并确定了轧辊温度场仿真所需的传热学方程及边界条件。其次,利用三维建模软件对冷却水进行了建模。考虑轧辊旋转效应,同时忽略温度变化对冷却水的影响,从纳维托克斯方程(N-S方程)出发,运用RNG kε湍流模型对轧辊内部的冷却水流场分布进行模拟计算,以云图、曲线图以及流线图的形式来反映冷却水流场的分布情况。通过分析得出了由于轧辊的旋转作用,使得四个出水孔靠近外壁处的等高线成近似圆形,而中心处附近成月牙形状。最后,利用三维建模软件对辊套、辊芯进行建模。详细分析了轧辊热流输入输出关系。在流场分析的结果上,结合流体的能量控制方程,利用Fluent软件对冷却水以及辊套的温度场进行了分析模拟。由于辊子外表面的周期性变化的边界条件无法直接加载,所以用C语言对Fluent进行了二次开发,得出了冷却水在铸轧区附近以及出口处的温度分布情况。同时,用Galerkin法对辊套温度场进行了近似求解,将仿真结果与之比较,得出这两种结果基本吻合,这为以后实际的铸轧生产提供了理论参考。

贾儒松,周旭东[5](2010)在《轧钢辊子温度场与热凸度模拟计算研究》文中研究指明概述了轧制过程中工作辊、支撑辊、输送辊温度场与热凸度各种计算方法的研究现状。重点分析了有限差分法和有限元法的应用,总结了各种典型问题的建模与求解模型。对温度场计算中的其他方法,如边界元法、无网格法进行了借鉴。本文为各种辊子温度场与凸度变化的进一步研究提供了一定的参考价值。

苏基协[6](2010)在《连续铸轧过程中辊套和板坯温度场与应力场的耦合仿真分析》文中进行了进一步梳理连续铸轧是一个十分复杂的金属凝固、成形过程,一方面金属要完成连续凝固,另一方面又要在轧制力的作用下产生一定的塑性变形,两者相互影响,相互制约,是一个包含众多非线性因素的工艺过程。利用现代数值模拟技术对连续铸轧过程中辊套及板坯的温度场、应力场分布进行深入的研究,有利于推动铸轧理论及技术的发展。本文基于大型有限元模拟软件MSC. Marc建立了连续铸轧过程的热—力耦合模型,应用材料流变本构模型和辊/板界面接触热导模型,对铝合金的连续铸轧过程进行了二维的直接热—力耦合数值模拟,分析了连续铸轧过程中辊套及板坯的温度场、应力场的分布规律,研究了不同的铸轧速度、不同的铸轧温度、不同的板坯厚度以及不同的辊套导热系数下的板坯温度场、应力场变化的规律。研究发现:在铸轧过程中,辊套的温度分布、应力分布均存在所谓的“集肤效应”,板坯在铸轧区内的应力场与板坯物性因素、几何因素及温度、铸轧工艺等有密切的联系,仿真的结果与大量的工业现象相符,在一定程度上可以为实际生产提供技术指导。

张家富[7](2010)在《铅合金板带双辊连续铸轧温度场模拟及其实验研究》文中提出铅合金板材广泛应用于制造蓄电池板与大型工业电解槽的阴阳极板。由于传统的成形工艺主要由铸造、反复多次往返轧制和切边等加工方法组成,因此生产效率低、几何废料率高,且在尺寸上很难满足商业发展的要求。采用新型的铅合金板带加工工艺——连续铸轧法生产铅合金板有助于解决上述问题,帮助企业改善劳动条件、提高经济效益。连续铸轧的凝固过程非常复杂,本文应用数值模拟的方法对铅合金板带连续铸轧过程的温度场进行了模拟,并通过实验对模拟进行验证,具体的研究工作有:(1)阐述了与铅合金铸轧过程关系密切的基本传热理论与有限元分析理论方法,对数值模拟之前的几个关键问题进行了处理,为数值模拟做好了准备。(2)利用有限元模拟软件ANSYS对铸轧区温度场进行模拟分析,得出了铸轧速度、浇注温度、辊缝大小以及轧辊直径对铸轧区温度场分布的影响规律,结果表明合理的铸轧速度在1~1.4 m/min之间;合理的浇注温度在360~400℃之间;合理的辊缝大小为4.0~6.0mm;合适的轧辊直径为200~400mm。(3)通过实验制备出表面平整、力学性能良好的铅合金板带。(4)对板带进行密度、电导率与腐蚀率的测试,结果表明连续铸轧铅板与传统工艺铅板的密度、电导率大小相当,连续铸轧铅板的抗腐蚀能力优于传统工艺铅板。(5)对板带进行组织观察和力学性能测试,结果表明连续铸轧板带与传统工艺生产的板带晶粒大小相当且更加均匀,连续铸轧板带的力学性能比传统工艺板带高出大约7Mpa,满足商业使用要求。

陈睿[8](2010)在《铸轧辊辊套疲劳寿命的研究》文中进行了进一步梳理铸轧生产铝带坯,是一种集凝固、变形于一体的近终形成型工艺。自50年代初美国Hunter-Dauglas公司首先将双辊式铝带材连续铸轧机投人运行以来,因其具有投资少、产品成品率高、能耗低等良好的经济与社会效益特点而受到世界各国的重视。近几年来铝带铸轧技术得到迅速的发展,该工艺已成为铝带坯的主要生产方式。迄今为止,应用铸轧方法,已成功地制备出了多种薄钢带及复合材料薄带。国际铝加工行业将铝带坯的快速超薄铸轧技术认为是代表新一代铝加工发展的重要方向和铝加工技术的制高点;国际钢铁加工行业也将薄钢带的快速铸轧技术作为研究开发的重点之一。作为铸轧机的核心部件,铸轧辊在铸轧生产中起着极为重要的作用。铸轧辊主要由辊芯和辊套组成,在铸轧过程中,轧辊即充当结晶器,又充当加工工具。铝熔体在辊缝中冷却和凝固所散发的热量主要是通过其与辊套的接触传热到辊套上,然后由辊套内部的循环冷却水不断的冷却辊套,带走热量;又对已凝固的带坯进行轧制,起“热轧辊”作用;同时已凝固的高温带坯在轧制变形过程中,继续将热量传递给轧辊,轧辊继续吸热。辊套表面经受铝液的热冲击及辊芯内部循环水的冷冲击,并承受巨大的轧制力。辊套在这些周期性的热载荷冲击、轧制应力、装配应力等载荷综合作用下,容易产生机械疲劳和热疲劳,导致铸轧辊失效。铸轧辊的失效主要是辊套的失效,其使用寿命主要取决于辊套的使用寿命,辊套的制造费用在铸轧生产成本中所占比例较大。辊套失效后,不仅影响产品质量,而且其重磨、更换时必须中断生产,因此,开展对铸轧辊套失效问题的研究,对提高铸轧产品质量与生产效率,降低生产成本有重要意义。导致辊套失效的主要因素是辊套的热疲劳裂纹。因此,研究铸轧辊的疲劳寿命主要是研究辊套表面热裂纹产生以及扩展。本文根据国内外对铸轧辊使用寿命研究分析的基础上。通过仿真得到的辊套温度场、应力场分布规律,分析铸轧辊套的疲劳失效机理,然后应用损伤力学理论,将辊套疲劳裂纹产生和裂纹扩展有机地结合在一起考虑,建立了辊套疲劳寿命预测数学模型;在应力场已知的情况下,采用有限元法对损伤场进行分析,估算出辊套的疲劳寿命,并给出了具体分析步骤。最后,通过具体的算例,验证了整个分析计算过程的可行性。研究方法改变了研究辊套裂纹形成与裂纹扩展两个单独处理的现状,而使其成为一个完整的统一的分析过程。通过分析计算结果可知:辊套的疲劳寿命与辊套材料的热疲劳性能、导热能力、热膨胀系数以及表面加工质量直接相关,从而为提高辊套使用寿命提供了重要的、有价值的参考。

罗晓锋[9](2009)在《铸轧速度和冷却强度对立板过程影响的研究》文中认为双辊薄带铸轧技术作为适应钢铁业低能耗、短流程、高速度、低成本发展要求的一项新技术正在受到全世界钢铁界的关注,用户的小批量、多品种的要求也急需此项技术成熟、完善并进入工业化生产。然而在双辊薄带铸轧过程中,工艺参数控制范围窄,超出控制范围的微小变化可能会严重损害铸轧薄带钢的质量。因此此项技术的发展迫切需要应用计算机模拟技术来对其铸轧过程进行模拟,借此获得优化的工艺参数来指导生产。本文选择双辊薄带铸轧过程中铸轧速度和冷却强度对立板过程影响为研究课题,对双辊薄带铸轧过程中熔池内金属的温度场及铸轧辊的温度场进行了深入细致的理论研究,并利用大型有限元分析软件对其铸轧过程进行了探索性研究,同时选择C语言程序对其连铸模块进行控制,对不同工艺参数下熔池内温度场和铸轧辊温度场变化规律进行了研究,主要包括如下内容:基于铸轧过程中熔池内金属的特点,提出了熔池内温度场数学模型的建立方法,并建立了广义条件下的热传导方程及有限元分析数学模型。同时对固相率、凝固潜热等关键问题进行了处理。利用热平衡计算和模拟相结合的方法,有效地处理并解决了铸轧辊与熔池之间换热边界条件的难题,提高了求解精度,并给出了铸轧辊与熔池之间的换热边界条件。利用有限元分析软件中的连铸模块并结合C语言编写的程序,以不锈钢为研究对象,对不同铸轧速度、冷却强度及浇注温度等工艺参数对熔池内温度场和铸轧辊温度场的影响进行了数值模拟,得出了不同工艺条件下熔池和铸轧辊的影响规律。分析了铸轧过程中工艺参数确定中的一些关键问题,为铸轧工艺参数的确定和优化奠定了一定的理论和实验基础。

胡忠举[10](2007)在《铝合金快速铸轧新型铍铜材料辊套及其应用性能研究》文中研究指明采用双辊连续铸轧方法生产铝带坯,是一种集凝固、变形于一体的近终形成型工艺。由于其良好的经济与社会效益,该工艺已成为铝带坯的主要生产方式。但常规铝带坯铸轧工艺的生产效率较低,可铸轧的合金品种有限,铸轧板表面及内部存在偏析,难以生产出高性能和高表面质量的铝合金带箔。应用快速铸轧工艺生产铝合金板带坯,铸轧速度大大提高,带坯厚度减薄,铸轧区铝熔体的凝固速度大幅度提高,并可同时获得具有较大轧制变形率的塑性变形,从而提高铸轧效率,拓宽可生产的合金范围,所获带坯的质量更优。这种成型工艺被国际铝加工行业认为是代表新一代铝加工技术发展的重要方向。实现铝合金快速铸轧的过程,要求铸轧辊套具有比常规铸轧辊套更优异的导热性能,以完成铝熔体的快速凝固。研究满足铝合金快速铸轧要求的新型材料辊套及其应用性能,是实现铝合金快速铸轧的技术关键之一。中南大学冶金机械研究所研制的新型Be-Cu合金辊套材料,为突破铝合金快速铸轧技术瓶颈奠定了基础。本研究围绕新型Be-Cu合金材料的成分优化、新型材料辊套的制备及其主要性能,进行了系列实验研究,试图为快速铸轧辊套的高质量制备与应用提供依据。本文涉及如下内容:1.新型Be-Cu合金辊套材料组分优化实验研究。通过系列组分优化实验,获得了力学性能与现有合金钢辊套材料基本相当、导热系数是合金钢辊套材料3-4倍,且制备工艺性能良好的新型Be-Cu合金辊套材料。2.新型Be-Cu合金辊套材料制备工艺性能实验研究。探讨了新型Be-Cu合金辊套材料对离心铸造工艺的适应性及其热处理性能,并在工业试验铸轧辊套的制备过程中得到验证;探索性研究了新型Be-Cu合金辊套材料的切削与磨削加工性能,并与现有典型合金钢辊套材料的相应性能进行了对比实验研究。3.铝合金铸轧辊套工作表面完整性研究。提出并系统阐释了铝合金铸轧辊套工作表面完整性概念;分析了影响辊套工作表面完整性的主要因素:揭示了新型Be-Cu合金辊套具有良好的保持其工作表面完整性的机理。4.新型Be-Cu合金材料辊套的抗热损伤性能研究。建立了铝合金铸轧辊套温度场数学模型;提出了铸轧辊套温度场近似分析解思想;导出了辊套温度场的近似分析解;对仿真结果进行了实验验证;仿真分析了快速铸轧工况下辊套温度的分布规律。基于辊套温度场的近似分析解,导出了铸轧辊套热应力场的分析解;进行了快速铸轧工况下新型Be-Cu合金辊套热应力仿真分析。5.新型Be-Cu合金辊套快速铸轧试验。在实验铸轧机及工业铸轧机上进行了快速铸轧试验,对新型Be-Cu合金辊套的冷却能力、使用性能及其变化、所获带坯质量进行了实验与分析。

二、铸轧辊套温度场的近似解析方法研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、铸轧辊套温度场的近似解析方法研究(论文提纲范文)

(1)AZ31B镁合金双辊铸轧中新型铸轧辊冷却系统的三维数值模拟(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 镁合金的概述
        1.1.1 镁合金的物性特点
        1.1.2 镁合金材料的应用
        1.1.3 镁合金材料的成形技术
    1.2 镁合金双辊连续铸轧技术
        1.2.1 双辊铸轧技术的原理
        1.2.2 双辊铸轧技术的发展、现状及趋势
        1.2.3 镁合金双辊铸轧研究
    1.3 连续铸轧温度场数值模拟研究概况
    1.4 课题来源及主要研究内容
第二章 有限元分析理论及关键问题的处理
    2.1 传热学的基本理论
        2.1.1 热传递的基本形式
        2.1.2 传热中的能量守恒
        2.1.3 广义条件下的导热偏微分方程
        2.1.4 广义条件下的热传导差分方程
        2.1.5 双辊铸轧过程中温度场的传热模型及边界条件
    2.2 有限元分析的基本理论与软件Workbench简介
        2.2.1 有限元分析理论
        2.2.2 ANSYS Workbench软件概述
    2.3 铸轧过程中关键问题的处理
        2.3.1 铸轧区域的物理模型
        2.3.2 镁合金熔体凝固潜热的处理
        2.3.3 耦合界面热导的处理
        2.3.4 熔体中的传热系数
    2.4 本章小结
第三章 铸轧辊内冷却水流场仿真分析
    3.1 镁合金铸轧辊的结构设计
        3.1.1 铸轧辊相关材料的选取
        3.1.2 辊芯的结构设计
        3.1.3 水量调节套(TJT)的设计
    3.2 铸轧辊的三维模型
        3.2.1 铸轧辊套的三维模型
        3.2.2 辊芯的三维模型
        3.2.3 水量调节套的三维建模
    3.3 模型的网格划分
    3.4 边界条件及初始条件设置
    3.5 冷却水流场数值模拟及结果分析
        3.5.1 CFD计算分析模型
        3.5.2 方程的离散化
        3.5.3 差分方程的求解
        3.5.4 基本假设
        3.5.5 铸轧辊内流场仿真分析
    3.6 本章小结
第四章 镁合金双辊铸轧过程中温度场的仿真分析
    4.1 铸轧过程有限元模型的建立
        4.1.1 镁合金熔体几何模型的简化
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 边界条件
    4.2 铸轧过程温度场模拟结果
        4.2.1 冷却水温度场模拟结果
        4.2.2 镁合金熔体温度场的模拟结果
        4.2.3 三种假设情况下的镁合金熔池温度场模拟结果
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参加的科研项目和主要成果

(2)铸轧温度场与辊套热变形模拟分析与实验研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 本课题研究意义
    1.2 铸轧技术的发展概况
        1.2.1 普通铸轧
        1.2.2 电磁铸轧
        1.2.3 半固态铸轧
        1.2.4 电脉冲铸轧
    1.3 国内外铸轧研究现状
    1.4 铸轧辊套温度场理论研究
    1.5 本课题研究内容及方法
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究方法
2.铸轧实验台设计与搭建
    2.1 主传动方案设计
    2.2 铸轧实验台参数的选取
        2.2.1 铸轧力计算
        2.2.2 铸轧力矩计算
    2.3 实验台各部分主要标准部件的选择
    2.4 铸轧实验台的结构
    2.5 本章小结
3.铸轧辊套表面温度场实验探究
    3.1 实验目的
    3.2 实验原理
    3.3 铸轧的传热特点
    3.4 实验工艺参数选取
    3.5 实验装置
        3.5.1 温度控制装置设计与制作
        3.5.2 多点测温装置的设计与制作
        3.5.3 其余实验仪器
    3.6 实验步骤
    3.7 铸轧温度场实验
        3.7.1 圆柱体接触实验
        3.7.2 圆柱体接触实验结果分析
        3.7.3 弧形体接触实验
        3.7.4 弧形体接触实验结果分析
    3.8 实验遇到的问题与讨论
    3.9 本章小结
4.铸轧过程温度场和辊套热变形数值模拟
    4.1 铸轧过程有限元模型的建立
        4.1.1 辊套的三维模型建立
        4.1.2 辊芯的三维模型建立
    4.2 铸轧辊套的温度场分析
    4.3 ANSYS Workbench模拟流程及流体理论
        4.3.1 ANSYS Workbench模拟流程
        4.3.2 流体问题求解的基本思路和流程
        4.3.3 流体基本理论
    4.4 基本假设
    4.5 铸轧温度场初始条件和边界条件的设置
        4.5.1 模型材料的基本参数
        4.5.2 初始条件和边界条件的设定
    4.6 仿真中建立模型及网格划分
    4.7 圆柱体接触下铸轧辊周向温度及热变形分析
        4.7.1 不同铸辊转速下的铸轧辊外表面周向温度分析
        4.7.2 不同铸辊转速下的铸轧辊辊套热变形分析
        4.7.3 不同铸轧温度下的铸轧辊外表面周向温度分析
        4.7.4 不同铸轧温度下的铸轧辊辊套热变形分析
    4.8 弧面体接触下铸轧辊周向温度分析及热变形分析
        4.8.1 不同铸辊转速下的铸轧辊外表面周向温度分析
        4.8.2 不同铸轧转速下的铸轧辊辊套热变形分析
        4.8.3 不同铸轧温度下的铸轧辊外表面周向温度分析
        4.8.4 不同铸轧温度下的铸轧辊辊套热变形分析
    4.9 本章小结
5.结论与展望
    5.1 结论
    5.2 存在问题与展望
        5.2.1 存在问题
        5.2.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(3)方坯连铸机拉矫辊仿真优化研究(论文提纲范文)

1 拉矫辊温度场仿真
2 拉矫辊应力场仿真
3 两种优化方案的温度场仿真
    3.1 方案一温度场仿真
    3.2 方案二温度场仿真
4 两种优化方案的应力场仿真
    4.1 方案一应力场仿真
    4.2 方案二应力场仿真
5 应用效果
6 结语

(4)铸轧辊内部冷却水流场及轧辊温度场仿真分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 铸轧概述
    1.2 双辊薄带连铸技术的发展概况
        1.2.1 国外连铸技术的发展概况
        1.2.2 国内连铸技术的发展概况
    1.3 铸轧辊的特点及其对轧制过程的影响
        1.3.1 辊套的结构及特点
        1.3.2 辊芯的结构及特点
        1.3.3 冷却水的特点及其作用
        1.3.4 铸轧辊的作用
    1.4 本文的研究内容与研究目的
        1.4.1 研究的主要内容
        1.4.2 研究的目的与意义
第2章 传热学分析及冷却水模型的数学分析
    2.1 引言
    2.2 传热学基本理论
        2.2.1 温度场概念
        2.2.2 热流量与热流密度
        2.2.3 热传递的基本形式
    2.3 傅里叶定律
    2.4 导热微分方程
    2.5 定解条件
    2.6 铸轧辊冷却水的三维模型的描述
        2.6.1 冷却水的一般物性
        2.6.2 冷却水湍流的数学描述
        2.6.3 冷却水湍流参量的时均化处理
        2.6.4 冷却水的湍流模型
        2.6.5 轧辊内冷却水的属性分析
    2.7 轧辊的传热分析
    2.8 本章小结
第3章 铸轧辊内部冷却水流场仿真分析
    3.1 铸轧辊的结构设计
        3.1.1 铸轧辊的组成及辊套材料选取
        3.1.2 辊芯与辊套的装配
        3.1.3 辊芯的结构设计
    3.2 铸轧辊的三维建模
        3.2.1 辊套的三维模型建立
        3.2.2 辊芯的三维模型建立
    3.3 模型的网格划分
    3.4 边界条件及初始条件设置
    3.5 用 FLUENT 软件求解问题的步骤
        3.5.1 用 FLUENT 分析的注意事项
        3.5.2 用 FLUENT 分析步骤
    3.6 冷却水流场数值模拟及结果分析
        3.6.1 CFD 计算分析模型
        3.6.2 方程的离散化
        3.6.3 方程的求解
        3.6.4 基本假设
        3.6.5 辊芯内部流场模拟结果分析
    3.7 本章小结
第4章 铸轧辊温度场的仿真分析
    4.1 研究冷却水温度场分布的必要性
    4.2 铸轧辊的热平衡方程
        4.2.1 流入轧辊的热量
        4.2.2 流出轧辊的热量
    4.3 温度场的有限元仿真模拟
        4.3.1 温度场模型的建立
        4.3.2 温度场边界条件设置
        4.3.3 对流换热系数系数的确定方法
        4.3.4 温度场模拟基本参数
        4.3.5 Fluent 中温度场分析设置
    4.4 铸轧辊温度场的分析结果
        4.4.1 100s 时冷却水温度场仿真模拟
        4.4.2 100s 时辊套温度场仿真模拟
    4.5 铸轧辊的温度场整体变化过程分析
        4.5.1 内部冷却水温度场分布
        4.5.2 冷却水出口处温度场分布
        4.5.3 铸轧辊套温度场分布
    4.6 辊套温度场近似求解
        4.6.1 辊套温度场的数学分析
        4.6.2 辊套温度场的近似分析法
    4.7 仿真与计算对比分析
    4.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介

(5)轧钢辊子温度场与热凸度模拟计算研究(论文提纲范文)

1 前言
2 各种温度场与热凸度计算方法的研究
    2.1 解析求解法
    2.2 有限差分法
    2.3 有限元法
    2.4 其他研究方法
3 各种研究方法优缺点比较
4 结语

(6)连续铸轧过程中辊套和板坯温度场与应力场的耦合仿真分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 双辊连续铸轧技术的发展与快速铸轧技术的开发
        1.1.1 双辊连续铸轧技术的发展历史及现状
        1.1.2 快速铸轧技术的研究及开发
    1.2 连续铸轧过程的数值模拟研究概况
    1.3 连续铸轧过程数值模拟研究存在的主要问题
    1.4 课题来源与意义
    1.5 本论文的研究内容及结构安排
第二章 铝合金连续铸轧过程仿真分析数学模型
    2.1 引言
    2.2 连续铸轧过程中液固传热数学模型
        2.2.1 连续铸轧过程的传热基本方式
        2.2.2 连续铸轧的传热特点
        2.2.3 铸轧区内传热的数学模型
        2.2.4 热传导有限元模型
    2.3 铝合金热—力耦合连续铸轧过程有限元分析模型
        2.3.1 刚粘塑性材料的基本方程
        2.3.2 刚粘塑性有限元变分原理
        2.3.3 刚粘塑性有限元基本方程
    2.4 铸轧热—力耦合方程式的建立
    2.5 连续铸轧过程温度场与应力场的有限元分析流程
    2.6 耦合方程的迭代求解
        2.6.1 迭代求解方法
        2.6.2 迭代收敛判据
    2.7 本章小结
第三章 连续铸轧二维有限元模型的建立
    3.1 引言
    3.2 几何模型
    3.3 双辊连续铸轧过程边界条件的确定
    3.4 铝合金连续铸轧二维有限元模型的建立
        3.4.1 有限元模型
        3.4.2 材料参数的定义
        3.4.3 边界条件和初始条件的定义
        3.4.4 接触的定义
        3.4.5 参数设置
    3.5 本章小结
第四章 铝合金连续铸轧辊套和板坯温度场与应力场模拟结果及分析
    4.1 引言
    4.2 铸轧辊套的有限元模拟结果
        4.2.1 辊套传热仿真分析
        4.2.2 辊套的应力分布规律
    4.3 铸轧板坯的有限元模拟结果
        4.3.1 板坯温度场分布规律
        4.3.2 板坯的应力分布规律
    4.4 不同工艺参数对板坯温度、应力分布的影响
        4.4.1 不同铸轧速度下的板坯温度场、应力场变化规律
        4.4.2 不同铸轧温度下板坯的温度场、应力场变化规律
        4.4.3 不同板坯厚度下的板坯温度场、应力场变化规律
        4.4.4 不同辊套导热系数下的板坯温度场、应力场变化规律
    4.5 本章小结
第五章 实验
    5.1 实验一:3004铝合金高温物性参数的测量
        5.1.1 实验目的
        5.1.2 实验测量结果
    5.2 实验二:料嘴温度测量
        5.2.1 实验目的
        5.2.2 实验方案
        5.2.3 测试结果
    5.3 实验总结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文

(7)铅合金板带双辊连续铸轧温度场模拟及其实验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 铅及铅合金
        1.1.1 铅的广泛应用
        1.1.2 铅及铅合金的性质
    1.2 铅合金的主要成形方法
        1.2.1 铅合金熔炼与铸锭
        1.2.2 铅合金的塑性加工
    1.3 连续铸轧技术
        1.3.1 连续铸轧技术的发展、现状及趋势
        1.3.2 连续铸轧技术的原理
    1.4 连续铸轧温度场数值模拟研究概况
    1.5 课题来源及主要研究内容
第二章 数值模拟相关理论与关键问题的处理
    2.1 传热理论
        2.1.1 热传导问题数值解法的基本思想与步骤
        2.1.2 对流传热基础理论
    2.2 有限元理论
        2.2.1 有限元分析理论
        2.2.2 离散化思想
    2.3 铸轧区物理模型
    2.4 关键问题的处理
        2.4.1 熔体中的传热系数
        2.4.2 凝固潜热的处理
        2.4.3 边界接触热导的处理
    2.5 本章小结
第三章 铸轧过程温度场数值模拟
    3.1 数值模拟软件简介
    3.2 铸轧过程有限元模型的建立
        3.2.1 几何模型的简化
        3.2.2 定义材料性能参数
        3.2.3 网格划分
        3.2.4 边界条件
    3.3 铸轧过程温度场模拟结果
        3.3.1 铸轧过程温度场的特点
        3.3.2 工艺参数变化对铸轧温度场的影响
    3.4 模拟结果的验证
    3.5 本章小结
第四章 铅合金板连续铸轧实验
    4.1 实验方案
        4.1.1 铸轧实验
        4.1.2 分析测试
    4.2 技术难点与创新
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 铸轧实验结果
        4.3.2 成功铸轧时的工艺参数
        4.3.3 密度、电导率与腐蚀率测试结果
        4.3.4 微观组织与能谱分析
        4.3.5 连续铸轧铅板的力学性能
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的主要成果

(8)铸轧辊辊套疲劳寿命的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题依据和意义
    1.2 铸轧辊的失效形式及研究现状
        1.2.1 失效形式
        1.2.2 国内外对铸轧辊使用寿命的研究现状
    1.3 课题来源与研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 本文研究的主要内容
    1.4 本章小结
第二章 温度场的研究
    2.1 辊套的传热微分方程
        2.1.1 热传导基本定律及控制方程
        2.1.2 辊套热传导控制方程
        2.1.3 边界条件与初始条件
    2.2 辊套热平衡分析
        2.2.1 流入辊套的热量
        2.2.2 流出辊套的热量
    2.3 辊套温度仿真研究
        2.3.1 ANSYS 有限元分析软件的简介
        2.3.2 基于ANSYS 的辊套建模
        2.3.3 辊套温度场仿真结果
    2.4 本章小结
第三章 应力的场的研究
    3.1 热结构有限元分析的特点
    3.2 弹塑性有限元基本理论
        3.2.1 弹塑性材料的基本方程
        3.2.2 弹塑性有限元变分原理
        3.2.3 辊套应力场的计算模型
    3.3 铸轧辊套所承受外载荷分析
        3.3.1 装配应力
        3.3.2 轧制应力
    3.4 热应力的分析计算
        3.4.1 辊套热应力场数学描述
        3.4.2 辊套热应力分析计算
    3.5 辊套应力场仿真分析
    3.6 本章小结
第四章 辊套裂纹的研究
    4.1 辊套疲劳裂纹形成及扩展规律
    4.2 损伤力学理论
        4.2.1 含损伤材料本构关系
        4.2.2 损伤演化方程
        4.2.3 理论疲劳曲线
        4.2.4 损伤参数确定
    4.3 裂纹形成与扩展分析的损伤力学方法
        4.3.1 疲劳损伤耦合理论
        4.3.2 损伤力学——有限元法
    4.4 辊套疲劳寿命的预估
        4.4.1 辊套疲劳寿命具体计算步骤
        4.4.2 辊套疲劳寿命预测估算实例
    4.5 本章小结
第五章 试验与结果分析
    5.1 辊套表面温度测试
        5.1.1 测试工况、原理及方案
        5.1.2 温度场测试结果及分析
    5.2 辊套的疲劳寿命记录
    5.3 本章小结
第六章 全文总结与建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文

(9)铸轧速度和冷却强度对立板过程影响的研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 双辊铸轧工艺简介
    1.2 双辊铸轧技术的发展概况
        1.2.1 国外的发展状况
        1.2.2 国内的发展状况
    1.3 课题提出的背景及意义
    1.4 双辊薄带钢铸轧的研究现状
    1.5 本研究的主要内容
第二章 传热有限元分析中的基本理论
    2.1 热量传递的基本方式
        2.1.1 热传导
        2.1.2 热对流
        2.1.3 热辐射
    2.2 传热分析中的能量守恒
        2.2.1 控制体内的能量守恒
        2.2.2 物体表面的能量平衡
    2.3 导热基本定律
    2.4 导热微分方程
    2.5 材料的变热物性值
    2.6 凝固现象基础
        2.6.1 固相率、液相率及杠杆定律
        2.6.2 潜热的放出和焓的变化
        2.6.3 非平衡凝固和实际合金的凝固
    2.7 凝壳与铸轧辊界面间的传热
    2.8 本章小结
第三章 双辊带材铸轧过程温度场求解公式
    3.1 含内热源的热传导基本方程
    3.2 计算区域与网格划分
    3.3 初始条件和边界条件的处理
        3.3.1 铸轧辊的初始条件和边界条件
        3.3.2 熔池的边界条件
    3.4 有限单元法的基本公式
    3.5 传热问题的泛函及有限元求解公式的导出
    3.6 本章小结
第四章 双辊带材铸轧过程温度场数值模拟
    4.1 引言
    4.2 模拟条件
    4.3 铸轧速度对铸轧过程的影响
        4.3.1 铸速对熔池内温度场的影响
        4.3.2 铸速对铸带表面及中心温度的影响
        4.3.3 铸速对铸轧辊温度场的影响
    4.4 冷却强度对铸轧过程的影响
        4.4.1 冷却强度对熔池内温度场的影响
        4.4.2 冷却强度对铸带表面及中心温度的影响
        4.4.3 冷却强度对铸轧辊温度场的影响
    4.5 浇注温度对铸轧过程的影响
        4.5.1 浇注温度对熔池内温度场的影响
        4.5.2 浇注温度对铸带表面及中心温度的影响
    4.6 工艺参数对铸轧过程稳定性的影响
    4.7 考虑了液相过冷时的温度场
    4.8 不同钢种的模拟对比分析
    4.9 侧封板传热系数对温度场的影响
    4.10 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

(10)铝合金快速铸轧新型铍铜材料辊套及其应用性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本研究的工程背景
        1.1.1 双辊连续铸轧技术的特点
        1.1.2 快速铸轧及其基本特征
        1.1.3 本研究的选题背景和意义
    1.2 双辊连续铸轧技术进展
    1.3 铝带坯铸轧辊套材料及相关理论与技术研究现状
        1.3.1 铝带坯铸轧辊套材质研究
        1.3.2 铸轧辊套温度场与热应力研究状况
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 新型辊套材料的合金组分优化实验研究
    2.1 概述
    2.2 新型辊套材质的成分优化
        2.2.1 合金元素及杂质元素对高强度Be-Cu合金性能的影响
        2.2.2 新型辊套材质组分的确定
    2.3 新型辊套材料的主要性能试验
        2.3.1 新型辊套材质的主要合金成分
        2.3.2 新型辊套材质的主要性能试验
    2.4 本章小结
第三章 新型辊套材料的铸造性能与热处理性能实验研究
    3.1 新型材料辊套坯件的离心铸造制备
        3.1.1 辊套坯件基本形状的离心铸造制备
        3.1.2 辊套坯件离心铸造过程的质量保证原理
    3.2 新型辊套材料的铸造性能
        3.2.1 流动性
        3.2.2 造渣性、吸气性、收缩性
        3.2.3 对离心铸造工艺的适应性
    3.3 新型辊套材质的热处理性能
        3.3.1 固溶处理
        3.3.2 时效处理
    3.4 辊套离心铸造成型及其热处理实验
        3.4.1 新型Be-Cu合金铸轧辊套的离心铸造成型试验
        3.4.2 新型Be-Cu合金铸轧辊套的热处理实验
        3.4.3 新型Be-Cu合金离心铸造成型辊套的力学性能实验
    3.5 本章小结
第四章 新型辊套材料的切削加工性能研究
    4.1 引言
    4.2 辊套材料切削加工性能指标的确定
        4.2.1 衡量工件材料切削加工性的指标
        4.2.2 工件材料的相对加工性
        4.2.3 影响工件材料切削加工性的因素
        4.2.4 工件材料的磨削加工性能
        4.2.5 新型辊套材料的切削加工性能指标
    4.3 新型辊套材料的切削加工性综合分析
    4.4 辊套材料的切削力实验
        4.4.1 辊套材料的切削力对比实验
        4.4.2 辊套材料性能对切削力的影响分析
    4.5 辊套材料的已加工表面粗糙度实验
    4.6 辊套的磨削加工与辊套工作表面的完整性
        4.6.1 磨削加工时磨粒的切削过程
        4.6.2 辊套表面磨削加工后的表面粗糙度
        4.6.3 辊套表面的宏观缺陷伤痕
        4.6.4 辊面的磨削烧伤
        4.6.5 辊面的磨削裂纹
    4.7 本章小结
第五章 新型材料辊套的抗热损伤性能研究(I)——新型铍铜辊套的温度场分析
    5.1 引言
    5.2 铸轧过程中辊套的热交换行为研究
        5.2.1 辊套吸收的热量
        5.2.2 流出辊套的热量
    5.3 铸轧辊套温度场分析与实验测试
        5.3.1 铸轧辊套温度场数学模型
        5.3.2 模型验证
        5.3.3 计及局部强外冷效应的辊套温度场分析
    5.4 快速铸轧辊套温度场的仿真分析
    5.5 本章小结
第六章 新型材料辊套的抗热损伤性能研究(II)——新型铍铜辊套的热应力场分析
    6.1 铸轧辊套的疲劳失效历程
    6.2 铸轧辊套所受载荷分析
        6.2.1 装配应力
        6.2.2 轧制应力
        6.2.3 热应力
    6.3 铸轧辊套热应力数学模型
        6.3.1 辊套热应力场数学描述
        6.3.2 辊套热应力场数学模型
    6.4 铸轧辊套热应力仿真分析
        6.4.1 铸轧速度对辊套热应力的影响
        6.4.2 辊套内表面与冷却介质的换热系数对热应力的影响
        6.4.3 辊套材料的导热性能对热应力的影响
    6.5 本章小结
第七章 新型铸轧辊套铸轧试验
    7.1 铝带坯快速铸轧试验基本工艺
        7.1.1 铸轧试验设备与工艺
        7.1.2 铸轧试验工艺参数
    7.2 新型材料铸轧辊套使用情况
        7.2.1 冷却能力
        7.2.2 立板情况
        7.2.3 使用一段时间后铸轧辊套表面情况比较
        7.2.4 辊套表面温度分布
    7.3 新型铜合金辊套铸轧带坯的质量
        7.3.1 板面质量与晶粒度
        7.3.2 铜合金辊套铸轧带坯的组织结构
        7.3.3 带坯的力学性能
        7.3.4 带坯的深冲性能
    7.4 本章小结
第八章 全文总结
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果

四、铸轧辊套温度场的近似解析方法研究(论文参考文献)

  • [1]AZ31B镁合金双辊铸轧中新型铸轧辊冷却系统的三维数值模拟[D]. 乔东洋. 太原科技大学, 2019(04)
  • [2]铸轧温度场与辊套热变形模拟分析与实验研究[D]. 白龙. 辽宁科技大学, 2019(01)
  • [3]方坯连铸机拉矫辊仿真优化研究[J]. 张凤心,杨轶龙,吴丙恒,宋秉钧. 鞍钢技术, 2017(04)
  • [4]铸轧辊内部冷却水流场及轧辊温度场仿真分析[D]. 石俊杰. 燕山大学, 2012(08)
  • [5]轧钢辊子温度场与热凸度模拟计算研究[J]. 贾儒松,周旭东. 锻压装备与制造技术, 2010(04)
  • [6]连续铸轧过程中辊套和板坯温度场与应力场的耦合仿真分析[D]. 苏基协. 中南大学, 2010(01)
  • [7]铅合金板带双辊连续铸轧温度场模拟及其实验研究[D]. 张家富. 中南大学, 2010(03)
  • [8]铸轧辊辊套疲劳寿命的研究[D]. 陈睿. 江西理工大学, 2010(08)
  • [9]铸轧速度和冷却强度对立板过程影响的研究[D]. 罗晓锋. 太原科技大学, 2009(06)
  • [10]铝合金快速铸轧新型铍铜材料辊套及其应用性能研究[D]. 胡忠举. 中南大学, 2007(12)

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铸辊套筒温度场近似解析方法研究
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