一、铸轧辊辊型控制的探讨(论文文献综述)
冉鑫[1](2020)在《金属管材柔性成型系统及工艺研究》文中研究表明无缝金属管材在军工、石油、核能等许多重要的领域有着广泛的应用。大直径、薄壁的无缝金属管材的生产受到大量因素限制,故本文提出一种以双辊金属坯铸轧为基础,辅以螺旋焊管的成型方式的新工艺——螺旋铸轧工艺,用于生产大直径、薄壁管材,旨在满足对多规格管材的生产需求。本文以6061铝合金材料为研究对象,主要探究螺旋铸轧工艺前期的基础双辊铸轧过程以及后期的双辊重熔结合铸轧过程。基于Pro CAST软件对基础双辊铸轧过程进行模拟计算。对熔池温度场进行分析,探究不同工艺参数对KISS点位置的影响规律,针对不规则辊型进行了KISS点所在曲线的分析;对熔池流场进行探讨,根据金属液流速的分布规律,发现存在一个流体团的速度方向呈现出向上的现象,并且流体团中心速率最大,其中有速率为零的环状区域,本文将其命名为“零速度环”(下同);对铸轧金属坯的应力应变进行讨论,并利用公式计算金属坯的板凸度和翘曲度。基于Pro CAST软件对双辊重熔结合铸轧过程进行模拟计算。对过程中的金属坯和熔池温度场进行分析,总结出工艺参数对金属坯温升的影响规律;对“零速度环”对熔池流场产生的影响进行探究,依据“零速度环”和KISS点使温度场和流场产生联系;从两种结合方式的角度展开对此过程中金属坯与熔池金属的界面结合进行了论述,分析金属坯边部糊状区域与熔池糊状金属所形成的高温扩散层,还有金属坯固相区域与熔池固相金属依靠外力形成的冶金结合层,总结工艺参数对两种不同的结合方式的影响规律。根据螺旋铸轧工艺的成型方式,自主设计相关设备——螺旋铸轧机,增设了辊系升降装置、轧辊间距调节装置和辊系倾角调节装置。
乔东洋[2](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[3](2019)在《铸轧温度场与辊套热变形模拟分析与实验研究》文中指出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。
杨爱[4](2014)在《工艺参数对铸轧辊辊型曲线影响的研究及冷却系统改进设计》文中进行了进一步梳理板带铸轧技术以其短流程、快速凝固等独特的技术优势,近年来在钢铁和有色金属行业中的关注度逐渐上升,应用范围也逐渐变广,铸轧板带也正向更薄、更宽的趋势发展,这样就对铸轧板带的质量提出了更高的要求。在板带铸轧的过程中,铸轧辊持续在复杂的工况下作业,工艺参数会对铸轧辊的辊型曲线带来很大的影响。铸轧辊辊套直接与金属熔融液接触,既承受铸轧变形也受不均匀的热膨胀影响,所以铸轧辊的辊型变化将在很大程度上影响铸轧板带的质量。本文主要探讨不同浇注温度和不同铸轧压力单独对铸轧辊辊套辊型曲线影响以及不同浇注温度与不同铸轧压力耦合作用对铸轧辊辊套辊型曲线的影响。利用ANSYS有限元分析软件,对铸轧辊模型采用动静结合的方法,处理并解决铸轧机在铸轧薄、宽板带时,铸轧压力与浇注温度对铸轧辊辊套辊型曲线的影响。进行模拟时,将铸轧压力以及浇注温度作为载荷条件,先建立铸轧辊辊套二维平面模型,分析不同浇注温度下辊套二维平面的节点温度分布趋势;再建立铸轧辊三维实体模型,先探讨铸轧压力与浇注温度分别作用于铸轧辊时铸轧辊辊套辊型曲线变化趋势,分析趋势产生的原因,再探讨不同铸轧压力与浇注温度耦合作用时铸轧辊辊套辊型曲线变化趋势,分析趋势产生的原因。根据模拟结果,对铸轧压力、浇注温度这两种工艺参数下,铸轧辊辊套辊型曲线的变化趋势进行对比、分析和总结,研究结果为薄宽板带铸轧工艺参数的设定提供一定的理论基础,文中还对铸轧冷却系统进行改进设计。
王超[5](2014)在《双辊铸轧结晶辊传热规律研究及其结构优化》文中研究说明双辊薄带铸轧工艺以其短流程、低能耗、高材料组织性能等优点在近二十年来被世界各国竞相研究,但是仍有许多瓶颈难以突破。如熔池与铸轧辊间复杂周期性传热边界研究,在保证良好薄带质量和组织性能下的铸轧辊结构和最优冷却方式,精确的铸轧工艺过程数学模型,提高铸轧辊疲劳寿命的最佳热辊型、铸轧辊材质,半固态生产的液、固相成分的流动,高控制精度的电气化控制系统等。因此,本文将针对上述的传热边界、铸辊温度场规律、铸辊结构等问题展开详细研究。本文的主要工作和研究成果如下:(1)通过分析铸轧工艺传热机理和凝固特点,考虑凝固初始位置、铸坯出坯厚度,结合结晶辊热平衡,利用待定系数法研究了辊面接触热边界,据此方法可以得到辊面接触的瞬态热流,并通过数值模拟与已有实验结果的对比,验证了此瞬态热流的准确性;对双辊铸轧理论研究具有一定的指导意义。(2)建立了铸轧辊二维热、力耦合有限元分析模型,利用Marc软件二次开发,对铸轧辊的温度场、热应力场等进行了有限元分析,给出了辊套材质、铸轧速度、冷却水流速、冷却水孔间夹角、水孔距辊面距离、镀层厚度对铸轧辊温度场、热应力场等的影响规律,同时给出了各结构参数之间的相互影响关系,并初步确定各参数的合理范围。(3)利用正交试验的方法,初步确定了各铸轧工艺参数、铸轧辊结构参数对铸轧辊温度场的影响程度,继而通过改进铸轧辊水路结构和走水形式来提高冷却强度、增强冷却效率、均匀化辊面温度。利用FLUENT软件对水路进行模拟研究,最终提出了合理的铸轧辊结构。
朱影[6](2012)在《铸轧辊弯曲变形模拟及辊凸度分析》文中研究说明随着铸轧板带材市场的不断开拓,近年来产业界提出生产宽幅铸轧板的需求,这就要求整个轧制过程既需要加强冷却,又要得到良好的宽向板形。因此,针对具有水冷结构的芯套组合式铸轧辊,分析其弯曲变形随直径和辊身长度变化情况,进而改进板形控制具有很重要的意义。在这种情况下,对铸轧辊在热应力和工作应力同时作用下产生的弯曲变形的研究就显得尤为重要。针对目前铸轧辊辊套在复杂工况下承受较大应力值,容易产生疲劳磨损、表面开裂以及产品质量问题,应用ANSYS软件建立铸轧辊辊套的二维模型。对铸轧辊辊套的二维模型进行了热分析仿真模拟,得到了辊套的温度分布规律,并通过间接法将辊套的热分析结果导入到二维辊套结构模型中,得到了辊套在热应力、过盈装配应力和铸轧力共同作用下的应力分布规律,分析了不同的铸轧温度和辊套厚度对辊套应力值大小的影响。对实际生产中,根据不同铸轧温度选择不同厚度的辊套有一定的指导意义。建立铸轧辊三维实体模型,应用直接法对铸轧辊三维模型在热应力和铸轧力共同作用下进行耦合分析,获得了不同直径和不同辊身长度下铸轧辊三维实体模型的温度场分布规律、结点位移和等效应力场的分布规律,得到不同直径和不同辊身长度铸轧辊的弯曲变形规律。根据分析结果对铸轧辊的辊型优化提出了一些建议,对实际生产中选取合适的铸轧辊直径和辊身长度以及铸轧辊辊型的优化设计有一定的指导意义。
陈睿,苏茶旺[7](2010)在《铝铸轧辊辊套疲劳寿命数值模拟研究》文中研究表明铸轧技术是一种近终成形加工工艺,近年来受到很大关注,作为铸轧设备的心脏——铸轧辊更是研究的重点。本文综述了铸轧辊辊套温度场,应力场和热龟裂问题数值模拟研究的现状,提出了今后对铸轧辊进一步研究的重点。
陈睿[8](2010)在《铸轧辊辊套疲劳寿命的研究》文中提出铸轧生产铝带坯,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。
袁孚胜,钟海燕,秦富军,孙洪波[9](2009)在《浅析铸轧铝带坯缺陷产生的原因及解决方法》文中研究指明分析并总结铸轧铝带坯料生产中的各种缺陷,探讨了缺陷的产生原因及解决方法。
熊勇刚[10](2008)在《基于热力耦合的铸轧辊弹性变形数值模拟》文中提出铝板坯连续铸轧是一种高效、节能、环保工艺,铸轧辊是此系统的核心部件。随着铝板坯连续铸轧工艺向提速与减薄方向发展,铸轧板板形问题日益突出。本文以计算分析铸轧辊弹性变形为研究目标,根据铝板坯铸轧工艺和铸轧辊的特点,通过理论推导、数值仿真、优化拟合和实验验证等手段,结合非线性热力耦合有限元理论,计算分析铸轧辊热力耦合弹性变形,为铸轧辊最佳原始辊型的确定提供依据,为板形控制提供理论参考。全文的研究工作内容和论文结构如下:针对铝板坯铸轧工艺和铸轧辊的特点,系统地研究了铸轧辊变形计算分析理论的国内外动态,并简单评析。根据铸轧工艺的特殊性和铸轧辊本身的特点,考虑温度载荷的影响,建立了铸轧辊变形热力耦合计算分析模型;对于铸轧辊与板坯之间存在相对运动和接触问题,设计了动态边界条件的接触判据,采用了轧辊-板坯动态接触边界的自动处理算法,有效地提高了接触搜索的计算效率;在非线性热力耦合有限元理论基础上,耦合分析温度载荷—变形之间的相互影响;体现了铝板坯铸轧过程为材料非线性、几何非线性和接触非线性的大变形。确定了计算铸轧辊变形关键的边界条件;计算得到了铸轧力分布规律,分析了工艺参数对铸轧力的影响。分析计算了铸轧辊弹性变形和弹性压扁,得到了原始辊型;分析了工艺参数对铸轧辊弹性变形的影响;为铸轧辊的设计、加工和板形控制提供数据参考、理论依据。考虑生产实践中可能面对的各种实际问题而进行铸轧辊原始辊型优化和拟合,得到了最佳原始辊型;为铸轧辊的设计、加工提供数据参考、理论依据。应用非接触测量技术,设计了辊型曲线、铸轧辊变形和温度场的测试方案,现场实测结果与仿真计算结果比较吻合,验证了本文分析计算模型的正确性和模拟方法可行性。
二、铸轧辊辊型控制的探讨(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、铸轧辊辊型控制的探讨(论文提纲范文)
(1)金属管材柔性成型系统及工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和目的 |
1.2 双辊铸轧的研究现状 |
1.2.1 双辊铸轧技术国外的发展概述 |
1.2.2 双辊铸轧技术国内的发展概述 |
1.2.3 双辊薄带铸轧多场耦合模拟研究现状 |
1.2.4 双辊管材铸轧研究现状 |
1.3 课题研究的主要内容及意义 |
1.3.1 课题研究的主要内容 |
1.3.2 课题研究的意义 |
第2章 螺旋铸轧过程的基本理论 |
2.1 熔池内金属液流动的数学模型 |
2.1.1 质量守恒方程 |
2.1.2 动量守恒方程 |
2.1.3 流体模型 |
2.2 铸轧过程中金属传热的数学模型 |
2.2.1 能量守恒方程 |
2.2.2 换热模型 |
2.2.3 凝固模型 |
2.3 模型的基本假设 |
2.4 本章小结 |
第3章 双辊铸轧过程有限元模拟研究 |
3.1 引言 |
3.2 有限元模型 |
3.2.1 几何模型的建立 |
3.2.2 网格划分 |
3.2.3 铸轧参数与边界条件的设置 |
3.2.4 材料热物性参数 |
3.3 差速铸轧过程的模拟结果 |
3.3.1 温度场分析 |
3.3.2 流场分析 |
3.3.3 应变应力分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 双辊铸轧重熔结合过程有限元模拟分析 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 有限元模型 |
4.2.2 工艺参数与边界条件 |
4.3 双辊铸轧冶金结合模拟结果分析 |
4.3.1 温度场分析 |
4.3.2 流场分析 |
4.3.3 界面冶金结合分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 螺旋铸轧工艺的实验装置 |
5.1 引言 |
5.2 螺旋铸轧机的结构 |
5.2.1 螺旋铸轧机的主体结构 |
5.2.2 螺旋铸轧机的辊系结构 |
5.2.3 螺旋铸轧机的成型器结构 |
5.3 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 |
(2)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 |
(3)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 |
(4)工艺参数对铸轧辊辊型曲线影响的研究及冷却系统改进设计(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 铸轧技术的特点 |
1.2.1 铸轧技术特点 |
1.2.2 铸轧辊的结构特点 |
1.3 国内外铸轧研究现状 |
1.4 本课题研究内容及方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
2. 铸轧辊变形理论基础 |
2.1 铸轧辊的变形计算 |
2.2 传热学简介 |
2.2.1 传热学经典理论 |
2.2.2 热能传递的方式 |
2.3 传热问题的理论分析 |
2.4 热平衡方程及热应力的理论计算 |
2.4.1 热平衡方程 |
2.4.2 热应力的理论计算 |
2.5 传热学的研究方法 |
2.6 本章小结 |
3. 铸轧辊变形有限元分析理论基础 |
3.1 ANSYS 软件简介 |
3.1.1 有限元方法概况 |
3.1.2 有限元法分析的步骤 |
3.2 ANSYS 软件热分析理论基础 |
3.2.1 热分析概述 |
3.2.2 热载荷 |
3.2.3 稳态传热 |
3.2.4 瞬态传热 |
3.3 本章小结 |
4. 单一工艺参数改变对铸轧辊辊套辊型曲线的影响研究 |
4.1 铸轧压力对铸轧辊辊套辊型曲线的影响模拟研究过程 |
4.1.1 铸轧辊模型的建立 |
4.1.2 实体模型网格划分 |
4.1.3 压力载荷施加 |
4.1.4 模拟结果分析 |
4.1.5 不同的铸轧力对铸轧辊型曲线影响模拟及结果分析 |
4.2 浇注区温度对铸轧辊辊型曲线的影响模拟研究过程 |
4.2.1 铸轧辊辊套二维节点温度求解 |
4.2.2 辊套二维模型建立及网格划分 |
4.2.3 载荷的施加及模拟结果求解 |
4.2.4 模拟结果对比分析 |
4.2.5 三维模型温度场求解及模拟结果分析 |
4.2.6 不同浇注区温度对铸轧辊辊型曲线影响 |
4.3 本章小结 |
5. 热力耦合作用对铸轧辊辊套辊型曲线的影响 |
5.1 浇注区温度不变、改变铸轧压力对铸轧辊辊套辊型曲线的影响 |
5.1.1 浇注区温度 600℃铸轧辊辊套辊型曲线变化 |
5.1.2 浇注区温度 600℃模拟结果对比分析 |
5.2 铸轧压力不变、改变浇注区温度对铸轧辊辊套辊型曲线的影响 |
5.2.1 铸轧压力 5MPa 铸轧辊辊套辊型曲线变化 |
5.2.2 铸轧压力 5MPa 模拟结果对比分析 |
5.3 本章小结 |
6. 铸轧冷却系统改进设计 |
6.1 铸轧冷却系统改进设计理论基础 |
6.1.1 铸轧辊冷却水道改进设计 |
6.1.2 冷却循环系统改进设计 |
6.2 本章小结 |
7. 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 存在问题与展望 |
7.2.1 存在问题 |
7.2.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)双辊铸轧结晶辊传热规律研究及其结构优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 双辊薄带铸轧的工艺特点 |
1.2 双辊铸轧薄带钢技术的工业发展状况 |
1.2.1 国外双辊铸轧薄带钢工业发展状况 |
1.2.2 国内双辊铸轧薄带钢工业发展状况 |
1.3 双辊薄带铸轧铸轧辊的研究现状 |
1.3.1 铸轧辊的数值模拟研究状况 |
1.3.2 铸轧辊实验研究状况 |
1.3.3 铸轧辊结构研究状况 |
1.4 本文研究内容与研究目的 |
1.4.1 本文研究主要内容 |
1.4.2 本文的研究目的与意义 |
第2章 双辊铸轧热、力耦合分析理论和数学模型的构建 |
2.1 引言 |
2.2 温度场、热应力场的有限元理论 |
2.2.1 微元体能量守恒 |
2.2.2 导热微分方程 |
2.2.3 导热过程的单值性条件 |
2.2.4 热传导问题的有限元解法 |
2.3 数学模型的构建 |
2.3.1 基本假设 |
2.3.2 基本控制方程 |
2.3.3 物性参数 |
2.3.4 边界条件的处理 |
2.4 周期性边界条件的施加方法 |
2.5 求解方法 |
2.6 本章小结 |
第3章 熔池与铸辊接触区的辊面热边界研究 |
3.1 接触区辊面热边界的提出 |
3.2 辊面热接触边界的新研究方法 |
3.2.1 辊面接触区热边界形式 |
3.2.2 铸辊与熔池接触区换热机理 |
3.2.3 辊面热流边界的分布 |
3.2.4 单峰热流函数的形式 |
3.2.5 待定常数的确定准则和方法 |
3.3 算例验证 |
3.3.1 实验铸辊参数 |
3.3.2 接触区边界 |
3.3.3 模拟和实验结论对比 |
3.4 本章小结 |
第4章 铸轧辊温度场和热应力场的数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 模型的建立和边界条件 |
4.2.1 模拟条件和有限元模型 |
4.2.2 边界条件 |
4.2.3 平均热流的确定 |
4.3 铸辊各参数对温度场和热应力场的影响规律 |
4.3.1 不同辊套材质的影响规律 |
4.3.2 不同铸轧速度的影响规律 |
4.3.3 不同冷却速度的影响规律 |
4.3.4 不同冷却水孔距离的影响规律 |
4.3.5 不同冷却水孔位置的影响规律 |
4.3.6 不同表面镀层的影响规律 |
4.4 本章小结 |
第5章 铸轧辊参数优化和结构改进 |
5.1 引言 |
5.2 正交试验 |
5.2.1 正交试验步骤 |
5.3 铸轧辊结构参数多因素变化对铸辊温度场的影响 |
5.4 铸轧辊结构 |
5.4.1 水路分布在辊芯上的铸轧辊结构 |
5.4.2 水路分布在辊套上的铸轧辊结构 |
5.4.3 水路结构的改进 |
5.4.4 走水方式的改进 |
5.4.5 改进后的铸轧辊水路结构 |
5.5 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 |
(6)铸轧辊弯曲变形模拟及辊凸度分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
1. 绪论 |
1.1 板带铸轧技术简介 |
1.1.1 板带铸轧技术发展概况 |
1.1.2 板带铸轧技术特点 |
1.2 双辊镁合金铸轧技术及设备简介 |
1.2.1 镁及镁合金应用 |
1.2.2 铸轧辊简介 |
1.3 选题意义 |
1.4 研究内容与方法 |
2. 辊套变形的分析模拟 |
2.1 铸轧辊辊套的温度场分析 |
2.1.1 基本假设 |
2.1.2 热分析过程 |
2.2 铸轧辊辊套的应力场分析 |
2.2.1 装配应力 |
2.2.2 轧制应力 |
2.2.3 热应力 |
2.2.4 辊套的热结构应力耦合分析 |
2.2.5 辊套厚度和温度对辊套所受应力的影响 |
2.3 本章小结 |
3. 铸轧辊弯曲变形的理论分析 |
3.1 铸轧区域传热过程数学描述 |
3.1.1 质量方程 |
3.1.2 能量方程 |
3.2 铸轧辊热载荷分析 |
3.3 铸轧辊温度场计算模型 |
3.4 铸轧辊受力情况分析 |
3.5 基于热力耦合的有限元分析 |
3.5.1 热应力和热应变 |
3.5.2 热力平衡微分方程 |
3.5.3 热力耦合有限元列式 |
3.5.4 温度场和应变场的耦合数值计算分析 |
3.6 本章小结 |
4. 铸轧辊弯曲变形模拟 |
4.1 ANSYS 热分析工程简介 |
4.1.1 稳态与瞬态传热 |
4.1.2 热应力分析的直接法与间接法 |
4.2 铸轧辊弯曲变形模拟 |
4.2.1 单元的选择 |
4.2.2 材料属性 |
4.2.3 铸轧辊三维实体模型 |
4.2.4 铸轧辊模型的网格划分 |
4.2.5 载荷的施加 |
4.3 仿真结果及结果分析 |
4.3.1 Φ300-200 铸轧辊的仿真分析结果 |
4.3.2 Φ300-400 铸轧辊的仿真分析结果 |
4.3.3 Φ300-600 铸轧辊的仿真分析结果 |
4.3.4 Φ500-600 铸轧辊的仿真分析结果 |
4.3.5 Φ500-800 铸轧辊的仿真分析结果 |
4.3.6 Φ500-1000 铸轧辊的仿真分析结果 |
4.3.7 Φ500-1200 铸轧辊的仿真分析结果 |
4.4 仿真分析总结 |
4.5 本章小结 |
5. 铸轧辊辊型分析 |
5.1 辊型优化设计理论 |
5.2 辊型分析 |
5.3 本章小结 |
6. 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 存在的问题与展望 |
6.2.1 目前存在的问题 |
6.2.2 展望未来 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
作者简介 |
(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)浅析铸轧铝带坯缺陷产生的原因及解决方法(论文提纲范文)
1 厚度超差 |
1.1 原因分析 |
1.2 解决方法 |
2 横向同板差不合格 |
2.1 原因分析 |
2.2 解决方法 |
3 热带 |
3.1 原因分析 |
3.2 解决方法 |
4 裂纹与分层 |
4.1 原因分析 |
4.2 解决方法 |
5 孔洞 |
5.1 原因分析 |
5.2 解决方法 |
6 粗大晶粒 |
6.1 原因分析 |
6.2 解决方法 |
7 表面偏析 |
7.1 原因分析 |
7.2 解决方法 |
8 气泡 |
8.1 原因分析 |
8.2 解决方法 |
9 其他缺陷 |
(10)基于热力耦合的铸轧辊弹性变形数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表(特别说明的除外) |
第一章 文献综述 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 铝板坯快速铸轧技术简介 |
1.1.2 铸轧辊变形特点 |
1.2 轧辊变形研究历史与现状 |
1.2.1 轧辊弹性变形理论研究现状 |
1.2.2 铸轧辊变形理论及计算方法研究现状 |
1.2.3 热力耦合分析研究进展 |
1.2.4 关于接触问题分析方法 |
1.3 本文研究意义和研究内容 |
1.3.1 研究意义 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 研究方法和路线 |
第二章 铸轧辊变形热力耦合模型研究 |
2.1 建模基础 |
2.1.1 基本假设 |
2.1.2 铸轧辊-板坯物理模型 |
2.1.3 铸轧辊-板坯几何模型 |
2.1.4 轧制区变形抗力和铸轧力分布分析计算 |
2.1.5 辊套应力场的计算模型 |
2.1.6 温度载荷模型 |
2.1.7 摩擦条件的处理 |
2.2 轧辊-板坯辊芯-辊套间接触问题 |
2.2.1 轧辊-板坯辊芯-辊套间接触计算 |
2.2.2 轧辊-板坯动态接触边界的自动处理算法 |
2.2.3 动态接触边界的自动处理方法算法 |
2.2.4 程序实现 |
2.2.5 初始接触搜索区域的确定 |
2.3 不连续区域的处理 |
2.4 铸轧辊弹性压扁 |
2.5 铸轧辊变形的热力耦合模型 |
2.6 本章小结 |
第三章 铸轧辊弹性变形热力耦合有限元分析 |
3.1 铸轧区流动凝固传热过程的数学描述 |
3.1.1 质量方程 |
3.1.2 动量方程 |
3.1.3 能量方程 |
3.2 铸轧辊热载荷 |
3.3 辊套温度场计算模型 |
3.4 铸轧辊受力情况 |
3.5 热力耦合有限元方法 |
3.5.1 热应力与热应变 |
3.5.2 热力平衡分方程 |
3.5.3 热力耦合有限元列式 |
3.5.4 温度场与应变场的耦合数值计算列式 |
3.5.5 热力耦合方程的迭代求解 |
3.5.6 热力耦合迭代收敛判据 |
3.6 材料特性及几个重要问题的处理 |
3.7 模拟参数的确定 |
3.8 本章小结 |
第四章 铸轧辊弹性变形数值模拟计算分析 |
4.1 前处理 |
4.2 铸轧辊变形有限元分析模型 |
4.2.1 铸轧辊变形热力耦合有限元分析模型 |
4.2.2 模拟参数的确定 |
4.3 铸轧辊变形分析 |
4.3.1 温度场的模拟和影响分析 |
4.3.2 铸轧力分布仿真计算 |
4.3.3 铸轧速度、板坯厚度、辊径和温度对铸轧区铸轧力的影响分析 |
4.3.4 铸轧速度、板坯厚度、辊径对铸轧辊应力的影响分析 |
4.3.5 铸轧辊变形的工艺参数影响分析 |
4.3.6 不同辊套材料对铸轧辊变形的影响分析 |
4.3.7 辊芯结构对铸轧辊变形的影响分析 |
4.3.8 铸轧辊弹性压扁数值模拟 |
4.3.9 铸轧辊弹性变形(力辊型)辊型曲线的获得 |
4.4 辊芯辊套结合面的应力对辊芯辊套配合联接的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于铸轧辊弹性变形的铸轧辊辊型优化 |
5.1 优化目标的提出 |
5.2 选取优化变量 |
5.3 确定优化目标函数 |
5.4 多目标模糊优化 |
5.5 多目标模糊优化的关键技术实现 |
5.6 建立基于铸轧辊弹性变形的多目标模糊优化数学模型 |
5.7 优化辊型的曲线拟合 |
5.8 本章小结 |
第六章 铸轧辊弹性变形实验研究 |
6.1 辊型测试 |
6.1.1 实验条件 |
6.1.2 方案设计 |
6.1.3 测量系统原理结构图 |
6.1.4 铸轧辊辊型测量的实际应用 |
6.2 铸轧辊变形测试 |
6.2.1 测量原理及方法 |
6.2.2 误差分析 |
6.2.3 现场工业测试应用 |
6.3 温度测试 |
6.4 本章小结 |
第七章 全文总结 |
7.1 全文总结 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间主要的科研成果 |
四、铸轧辊辊型控制的探讨(论文参考文献)
- [1]金属管材柔性成型系统及工艺研究[D]. 冉鑫. 燕山大学, 2020(01)
- [2]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)
- [3]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)
- [4]工艺参数对铸轧辊辊型曲线影响的研究及冷却系统改进设计[D]. 杨爱. 辽宁科技大学, 2014(06)
- [5]双辊铸轧结晶辊传热规律研究及其结构优化[D]. 王超. 燕山大学, 2014(01)
- [6]铸轧辊弯曲变形模拟及辊凸度分析[D]. 朱影. 辽宁科技大学, 2012(04)
- [7]铝铸轧辊辊套疲劳寿命数值模拟研究[J]. 陈睿,苏茶旺. 世界有色金属, 2010(06)
- [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]浅析铸轧铝带坯缺陷产生的原因及解决方法[J]. 袁孚胜,钟海燕,秦富军,孙洪波. 铝加工, 2009(02)
- [10]基于热力耦合的铸轧辊弹性变形数值模拟[D]. 熊勇刚. 中南大学, 2008(03)