本文關(guān)鍵詞：退火爐底板熱固耦合的有限元分析與制造工藝改進(jìn)

  更多相關(guān)文章： ROF爐底板 溫度場(chǎng) 熱應(yīng)力 塑性成形工藝

【摘要】：環(huán)形退火爐是進(jìn)行高溫退火的熱處理設(shè)備。爐底板是ROF爐的消耗零件之一，用于承載工件進(jìn)行高溫退火處理。而爐底板使用壽命與高溫環(huán)境下產(chǎn)生的周向熱應(yīng)力有關(guān)。本文利用ANSYS軟件并采用間接耦合法對(duì)退火爐爐底板進(jìn)行了熱應(yīng)力分析，揭示在熱處理過程中爐底板的溫度和應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律。在高溫退火過程中由于爐底板各個(gè)區(qū)域受熱不均，容易產(chǎn)生溫度差，進(jìn)而出現(xiàn)熱應(yīng)力，而最大的熱應(yīng)力總是產(chǎn)生于爐底板邊緣處，最終從邊緣處向爐底板中心處逐漸產(chǎn)生裂紋，影響鋼卷的成型質(zhì)量。當(dāng)爐底板的裂紋長(zhǎng)度發(fā)展到一定程度，必須報(bào)廢。 首先，根據(jù)鋼卷成型的退火工藝條件，考慮對(duì)流換熱因素的邊界條件。構(gòu)建對(duì)流環(huán)境溫度函數(shù)以及施加對(duì)流換熱系數(shù)模擬爐底板溫度場(chǎng)。采用熱固耦合的方法，實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)與外載荷的熱固耦合分析，得到爐底板的應(yīng)力變化規(guī)律。 其次，對(duì)爐底板結(jié)構(gòu)提出了兩個(gè)部分的改進(jìn)設(shè)計(jì)：花瓣?duì)顮t底板和支柱分布位置改變。分析了該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。 最后，，提出一種對(duì)爐底板生產(chǎn)工藝改進(jìn)的方式，能有效提高使用壽命。通過分析爐底板的鑄造、鍛造、軋制等工藝方式，得出不同工藝方式下的爐底板內(nèi)部組織晶粒大小及均勻性存在差異。本文旨在鍛造、軋制工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合兩點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，提出一種環(huán)形加熱爐大底板鍛件軋制成形工藝。結(jié)果表明改進(jìn)后的軋制工藝的爐底板試樣金相組織均勻且細(xì)小，力學(xué)性能最好。
【關(guān)鍵詞】：ROF爐底板 溫度場(chǎng) 熱應(yīng)力 塑性成形工藝
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG155
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究的目的和意義10-11
• 1.2 文獻(xiàn)綜述11-15
• 1.2.1 ROF 爐的發(fā)展與結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 爐底板的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文研究的內(nèi)容15-16
• 第二章 有限元熱分析在爐底板熱處理中的應(yīng)用16-22
• 2.1 有限元法及 ANSYS 熱分析16-17
• 2.1.1 有限元方法16-17
• 2.1.2 ANSYS 熱分析簡(jiǎn)介17
• 2.2 熱分析基本原理17-20
• 2.2.1 傳熱學(xué)經(jīng)典理論17-18
• 2.2.2 熱量傳遞方式18-19
• 2.2.3 穩(wěn)態(tài)傳熱19
• 2.2.4 瞬態(tài)傳熱19-20
• 2.3 高溫退火的機(jī)理與爐底板工作環(huán)境20-21
• 2.3.1 退火的機(jī)理及工藝曲線20
• 2.3.2 爐底板的溫度條件20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 ROF 爐底板熱處理中的溫度場(chǎng)模擬22-28
• 3.1 爐底板材料屬性22
• 3.2 爐底板在實(shí)際工況下的有限元模型的建立22-24
• 3.2.1 幾何模型的簡(jiǎn)化23
• 3.2.2 有限元熱分析的單元選擇23-24
• 3.3 爐底板溫度場(chǎng)分析24-26
• 3.3.1 熱傳導(dǎo)方程24
• 3.3.2 限制因素確定和溫度載荷施加24-25
• 3.3.3 溫度場(chǎng)求解設(shè)置25-26
• 3.4 溫度場(chǎng)模擬結(jié)果分析26-27
• 3.4.1 加熱過程26
• 3.4.2 冷卻過程26-27
• 3.5 本章小結(jié)27-28
• 第四章 ROF 爐底板熱固耦合分析28-36
• 4.1 熱固耦合簡(jiǎn)介28
• 4.2 熱固耦合的有限元計(jì)算28-29
• 4.2.1 熱分析平衡方程28-29
• 4.2.2 力學(xué)求解的限制條件29
• 4.3 基于 ANSYS 的熱應(yīng)力場(chǎng)的求解29-30
• 4.4 熱應(yīng)力模擬結(jié)果分析30-31
• 4.4.1 加熱階段30
• 4.4.2 冷卻階段30-31
• 4.5 爐底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-34
• 4.5.1 傳統(tǒng)爐底板結(jié)構(gòu)32
• 4.5.2 爐底板周向花瓣結(jié)構(gòu)32-34
• 4.5.3 爐底板支柱位置改進(jìn)34
• 4.6 本章小結(jié)34-36
• 第五章 ROF 爐底板制造工藝改進(jìn)36-43
• 5.1 爐底板傳統(tǒng)制造工藝36-38
• 5.1.1 鑄造工藝36-37
• 5.1.2 鍛造工藝37
• 5.1.3 軋制工藝37-38
• 5.2 爐底板制造工藝改進(jìn)38-40
• 5.2.1 制造工藝改進(jìn)理論基礎(chǔ)38-39
• 5.2.2 制造設(shè)備改進(jìn)39
• 5.2.3 工藝技術(shù)改進(jìn)39-40
• 5.3 ROF 爐底板改進(jìn)工藝具體操作40-42
• 5.3.1 ROF 爐底板毛坯鍛造40-41
• 5.3.2 ROF 爐底板鍛件軋制41-42
• 5.4 本章小結(jié)42-43
• 第六章 總結(jié)與展望43-45
• 6.1 總結(jié)43
• 6.2 展望43-45
• 致謝45-46
• 參考文獻(xiàn)46-49
• 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文49-50
• 詳細(xì)摘要50-54

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林林,張欣欣,左q

本文編號(hào)：734805