连铸板坯矫直区综合变形研究
发布时间：2023-06-03 10:30
在板坯的连铸过程中连铸板坯裂纹一直是影响连铸机高效生产的重要因素,在整个连铸板坯的热装热送过程中,由于连铸板坯裂纹的存在会降低产品的质量以及恶化产品的力学性能,造成巨大的能源以及钢铁资源的浪费。影响连铸板坯裂纹的主要因素是由于板坯的不合理受力产生的,特别是在矫直区,连铸板坯矫直、鼓肚和辊子错位等因素引起连铸板坯受力环境的改变进而影响连铸板坯综合变形,极易引发连铸板坯裂纹。通过合理设置连铸机的辊列,优化连铸机的设计参数,开发新型的矫直曲线,尽可能减小连铸板坯在矫直区的应力与应变速率,将其控制在安全范围以内,对于提高连铸板坯的质量具有重要的理论和实际意义。本文基于连铸板坯在高温下的力学性能,对板坯连铸矫直理论和矫直区连铸板坯的综合变形进行深入研究。基于幂函数矫直法的高温连铸板坯粘塑性本构方程,建立了新型的连铸板坯矫直变形的数学模型,并在此基础上添加了高温弹性的本构方程,由此推导出新型连铸板坯的矫直曲线,提出了一种新型的矫直方法——新型幂函数矫直法。新型幂函数矫直法的辊列按照其数学模型的矫直曲线进行布置,完全满足高温粘弹塑性连铸板坯的变形规律,使连铸板坯的变形曲线与矫直曲线相同,降低了连铸板...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状及存在的问题
1.2.1 鼓肚变形的研究现状
1.2.2 矫直变形的研究现状
1.2.3 辊子错位变形的研究现状
1.3 课题研究的意义、内容和研究方法
1.3.1 课题研究的意义
1.3.2 课题研究的内容、方法及创新点
第2章 连铸板坯传热分析
2.1 连铸板坯凝固的热分析
2.1.1 传热的基本理论
2.1.2 连铸过程中的热交换
2.2 连铸板坯在连铸过程中的蠕变现象
2.2.1 蠕变的基本理论
2.2.2 蠕变曲线的一般特征
2.2.3 蠕变的本构方程
2.3 连铸板坯凝固过程中的传热及应力、应变的分析
2.3.1 连铸板坯凝固过程中的传热分析
2.3.2 连铸板坯凝固过程中的应力及应变分析
2.3.3 连铸板坯凝固过程有限元模型
2.4 连铸板坯有限元热分析
2.4.1 导热微分方程
2.4.2 初始条件及边界条件的确定
2.4.3 物性参数确定
2.5 连铸板坯热分析有限元计算结果
2.5.1 连铸板坯网格的划分
2.5.2 连铸板坯在结晶器的温度变化情况
2.5.3 连铸板坯出二冷区的温度分布情况
2.5.4 连铸板坯的三维温度场分布云图
2.6 本章小结
第3章 新型幂函数完全矫直曲线
3.1 新型幂函数矫直曲线
3.1.1 矫直原理
3.1.2 模型建立
3.1.3 模型求解
3.1.4 曲线特征
3.2 新型幂函数矫直方法与现有的矫直方法的比较
3.2.1 渐进矫直法
3.2.2 奥钢联VA(Voest-Alpine)弯曲矫直法
3.2.3 康卡斯特连续矫直法
3.2.4 幂函数矫直法
3.2.5 四种不同矫直方法的比较
3.3 本章小结
第4章 连铸板坯综合变形力分析
4.1 连铸板坯的综合变形的动态数学模型
4.1.1 模型建立
4.1.2 边界条件
4.2 影响连连铸板坯综合变形的其他因素
4.2.1 钢水静压力
4.2.2 结晶器摩擦力
4.2.3 坯壳变形
4.2.4 连铸板坯宽面支撑
4.2.5 连铸板坯窄面支撑
4.2.6 铸机对中
4.3 本章小结
第5章 连铸板坯矫直过程的仿真模拟
5.1 热力耦合分析的有限元法
5.2 连续矫直热力耦合模型的建立及求解
5.2.1 矫直模型的假设与简化
5.2.2 初始条件与边界条件
5.2.3 连铸板坯矫直过程有限元模型
5.3 材料的高温力学性能
5.3.1 屈服极限
5.3.2 泊松比
5.3.3 固相率
5.3.4 热膨胀系数
5.3.5 热应力场方程的建立
5.4 矫直过程仿真结果
5.4.1 矫直区内的连铸板坯应变分布
5.4.2 仿真结果与理论结果对比
5.5 热力耦合模型结果分析
5.5.1 鼓肚变形规律
5.5.2 连铸板坯应力分布
5.5.3 连铸板坯应变分布
5.5.4 连铸板坯应变速率分布
5.6 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
本文编号：3829165
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状及存在的问题
1.2.1 鼓肚变形的研究现状
1.2.2 矫直变形的研究现状
1.2.3 辊子错位变形的研究现状
1.3 课题研究的意义、内容和研究方法
1.3.1 课题研究的意义
1.3.2 课题研究的内容、方法及创新点
第2章 连铸板坯传热分析
2.1 连铸板坯凝固的热分析
2.1.1 传热的基本理论
2.1.2 连铸过程中的热交换
2.2 连铸板坯在连铸过程中的蠕变现象
2.2.1 蠕变的基本理论
2.2.2 蠕变曲线的一般特征
2.2.3 蠕变的本构方程
2.3 连铸板坯凝固过程中的传热及应力、应变的分析
2.3.1 连铸板坯凝固过程中的传热分析
2.3.2 连铸板坯凝固过程中的应力及应变分析
2.3.3 连铸板坯凝固过程有限元模型
2.4 连铸板坯有限元热分析
2.4.1 导热微分方程
2.4.2 初始条件及边界条件的确定
2.4.3 物性参数确定
2.5 连铸板坯热分析有限元计算结果
2.5.1 连铸板坯网格的划分
2.5.2 连铸板坯在结晶器的温度变化情况
2.5.3 连铸板坯出二冷区的温度分布情况
2.5.4 连铸板坯的三维温度场分布云图
2.6 本章小结
第3章 新型幂函数完全矫直曲线
3.1 新型幂函数矫直曲线
3.1.1 矫直原理
3.1.2 模型建立
3.1.3 模型求解
3.1.4 曲线特征
3.2 新型幂函数矫直方法与现有的矫直方法的比较
3.2.1 渐进矫直法
3.2.2 奥钢联VA(Voest-Alpine)弯曲矫直法
3.2.3 康卡斯特连续矫直法
3.2.4 幂函数矫直法
3.2.5 四种不同矫直方法的比较
3.3 本章小结
第4章 连铸板坯综合变形力分析
4.1 连铸板坯的综合变形的动态数学模型
4.1.1 模型建立
4.1.2 边界条件
4.2 影响连连铸板坯综合变形的其他因素
4.2.1 钢水静压力
4.2.2 结晶器摩擦力
4.2.3 坯壳变形
4.2.4 连铸板坯宽面支撑
4.2.5 连铸板坯窄面支撑
4.2.6 铸机对中
4.3 本章小结
第5章 连铸板坯矫直过程的仿真模拟
5.1 热力耦合分析的有限元法
5.2 连续矫直热力耦合模型的建立及求解
5.2.1 矫直模型的假设与简化
5.2.2 初始条件与边界条件
5.2.3 连铸板坯矫直过程有限元模型
5.3 材料的高温力学性能
5.3.1 屈服极限
5.3.2 泊松比
5.3.3 固相率
5.3.4 热膨胀系数
5.3.5 热应力场方程的建立
5.4 矫直过程仿真结果
5.4.1 矫直区内的连铸板坯应变分布
5.4.2 仿真结果与理论结果对比
5.5 热力耦合模型结果分析
5.5.1 鼓肚变形规律
5.5.2 连铸板坯应力分布
5.5.3 连铸板坯应变分布
5.5.4 连铸板坯应变速率分布
5.6 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
本文编号：3829165
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