本文關(guān)鍵詞：熱軋工字鋼在不同冷卻條件下力學(xué)性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,工字鋼已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在工程結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)上,而相應(yīng)的對(duì)工字鋼力學(xué)性能的要求也更高了,為了滿足更高性能的鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)需求,人們開(kāi)始將提高鋼材性能的研究轉(zhuǎn)向控軋后再水冷的技術(shù)上來(lái),因此軋后控制冷卻技術(shù)逐漸得到了快速的發(fā)展。熱軋型鋼的軋后控制冷卻技術(shù)是冶金行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,可以在一定程度上提高鋼材的綜合力學(xué)性能,進(jìn)而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,因此研究熱軋工字鋼軋后控制冷卻過(guò)程具有重大意義。本文以傳熱學(xué)的基本原理為基礎(chǔ),利用ANSYS分析軟件對(duì)熱軋工字鋼軋后控制冷卻的傳熱過(guò)程進(jìn)行分析。首先建立工字鋼模型,采用適當(dāng)?shù)募僭O(shè)和簡(jiǎn)化,并查閱相關(guān)資料確定工字鋼控制冷卻過(guò)程的初始條件和邊界條件;然后利用ANSYS有限元分析軟件的APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)噴射冷卻、水幕冷卻和汽霧冷卻三種冷卻方式進(jìn)行分別建模,對(duì)三種冷卻方式下工字鋼的溫度場(chǎng)和應(yīng)力/應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)所得到的結(jié)果進(jìn)行分析比較,指出三種冷卻方式的優(yōu)缺點(diǎn),并確定噴射冷卻方式為比較合理的控冷方式。再進(jìn)一步利用工字鋼的二維模型分析控冷時(shí)間對(duì)工字鋼控冷過(guò)程的影響,并確定較為理想的控冷方案。通過(guò)對(duì)工字鋼控冷實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了有限元分析的可靠性,同時(shí)也證明了通過(guò)控制冷卻技術(shù),可以使工字鋼的綜合力學(xué)性能得到一定的提升,本文的分析結(jié)果對(duì)工字鋼的冷卻規(guī)律以及開(kāi)發(fā)新的控冷工藝具有實(shí)際指導(dǎo)意義,為工字鋼軋后控制冷卻技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：工字鋼 有限元分析 控制冷卻 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG335;TG142.1
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 緒論9-15
• 1.1 課題的提出與意義9-10
• 1.2 控冷技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)外控制冷卻技術(shù)的發(fā)展10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)控制冷卻技術(shù)的發(fā)展11-12
• 1.3 控制冷卻相關(guān)理論12-13
• 1.3.1 控制冷卻的概念12
• 1.3.2 控制冷卻原理12-13
• 1.3.3 控制冷卻方式的選擇13
• 1.4 課題研究主要內(nèi)容13-15
• 2. 工字鋼控制冷卻過(guò)程中有限元模型的建立15-23
• 2.1 溫度場(chǎng)分析的基本理論15-17
• 2.1.1 傳熱學(xué)及熱力學(xué)定律15
• 2.1.2 熱傳遞的三種方式15-17
• 2.2 溫度場(chǎng)有限元方程的建立17-22
• 2.2.1 導(dǎo)熱微分方程的建立17-20
• 2.2.2 初始條件和邊界條件的確定20-21
• 2.2.3 空冷階段的換熱系數(shù)21-22
• 2.2.4 水冷階段的換熱系數(shù)22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 3. 工字鋼鋼控制冷卻過(guò)程中溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬23-40
• 3.1 ANSYS軟件簡(jiǎn)介23-24
• 3.2 工字鋼軋后控冷過(guò)程中溫度場(chǎng)的有限元數(shù)值模擬24-30
• 3.2.1 有限元幾何模型的建立24-25
• 3.2.2 ANSYS熱分析單元的選擇25-26
• 3.2.3 網(wǎng)格的劃分26-27
• 3.2.4 模型簡(jiǎn)化27
• 3.2.5 熱物性參數(shù)的選擇27-28
• 3.2.6 加載和求解28-30
• 3.3 自然冷卻過(guò)程的數(shù)值模擬結(jié)果分析30-34
• 3.4 水幕冷卻溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析34-35
• 3.5 汽霧冷卻溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析35-37
• 3.6 噴射冷卻溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析37-38
• 3.7 三維工字鋼溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析38-39
• 3.8 本章小結(jié)39-40
• 4. 應(yīng)力/應(yīng)變場(chǎng)的數(shù)值模擬與結(jié)果分析40-51
• 4.1 冷卻過(guò)程耦合場(chǎng)的分析40-41
• 4.2 熱物性參數(shù)的選取41-43
• 4.3 工字鋼數(shù)值模擬應(yīng)力/應(yīng)變結(jié)果分析43-49
• 4.3.1 水幕冷卻工字鋼應(yīng)力、應(yīng)變和位移的分布43-45
• 4.3.2 汽霧冷卻工字鋼應(yīng)力、應(yīng)變和位移的分布45-47
• 4.3.3 噴射冷卻工字鋼應(yīng)力、應(yīng)變和位移的分布47-49
• 4.4 三種冷卻方式應(yīng)力/應(yīng)變場(chǎng)比較分析49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 5. 二維工字鋼溫度場(chǎng)數(shù)值模擬51-61
• 5.1 二維工字鋼溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型的建立51-52
• 5.2 二維工字鋼溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析52-60
• 5.2.1 自然冷卻溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析53-54
• 5.2.2 第二種方案溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析54-55
• 5.2.3 第三種方案溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析55-56
• 5.2.4 第四種方案溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析56-58
• 5.2.5 第五種方案溫度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析58-60
• 5.3 二維工字鋼溫度場(chǎng)模擬結(jié)果對(duì)比分析60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 6. 工字鋼控制冷卻過(guò)程中的力學(xué)性能及組織分析61-67
• 6.1 控制冷卻后的強(qiáng)韌性機(jī)理61
• 6.2 影響鋼材控冷后性能的主要工藝參數(shù)61-62
• 6.3 工字鋼控冷過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究62-66
• 6.3.1 實(shí)驗(yàn)方案的確定62-63
• 6.3.2 工字鋼軋后控冷裝置簡(jiǎn)介63-64
• 6.3.3 實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果對(duì)比分析64
• 6.3.4 控制冷卻后的力學(xué)性能分析64-66
• 6.4 本章小結(jié)66-67
• 7. 結(jié)論和展望67-69
• 7.1 結(jié)論67-68
• 7.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 作者簡(jiǎn)介73-74

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：409331