本文關(guān)鍵詞：棒線材軋制過程溫度場數(shù)值模擬及其預(yù)測系統(tǒng)開發(fā)

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【摘要】：棒線材是國民經(jīng)濟(jì)重要的組成部分,在制造業(yè)、建筑業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)中有著十分廣泛的應(yīng)用。隨著市場競爭的日益加劇,越來越多的企業(yè)對(duì)于棒線材的生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量、機(jī)械性能以及節(jié)能減排的要求越來越高。而溫度是影響棒線材軋制工藝、冷卻制度、尺寸精度、組織性能,產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)十分重要的因素。因而,對(duì)于棒線材的溫度場研究,特別是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于棒線材軋制全過程溫度場的模擬研究顯得尤為重要。本文結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)際,采用有限差分法進(jìn)行了棒線材熱軋溫度場預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)。該系統(tǒng)包括熱送、加熱、補(bǔ)熱、軋制及冷卻等模塊。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),將相關(guān)過程作為子程序進(jìn)行調(diào)用,用戶可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。由于水箱位置及數(shù)目具有不固定性的特點(diǎn),本系統(tǒng)擬采用動(dòng)態(tài)添加的方法進(jìn)行處理,從而滿足不同冷卻工藝的要求。應(yīng)用所開發(fā)的程序,結(jié)合國內(nèi)某鋼廠棒線生產(chǎn)實(shí)際,對(duì)不同規(guī)格的棒線材進(jìn)行了溫度場模擬計(jì)算,得到了軋件從出爐到吐絲整個(gè)軋制過程的溫降曲線,掌握了軋件溫度的變化規(guī)律。模型計(jì)算結(jié)果和實(shí)測數(shù)據(jù)吻合較好。本文還研究了不同情況下傳熱邊界條件的確定,分析了在不同工藝條件下軋件的溫度變化規(guī)律,研究了軋制速度、出爐溫度、產(chǎn)品規(guī)格等因素對(duì)軋件溫度的影響。本文還通過調(diào)節(jié)水箱的方式優(yōu)化了冷卻工藝,對(duì)于改善最終產(chǎn)品質(zhì)量有一定參考作用。所開發(fā)的系統(tǒng)具有全過程、動(dòng)態(tài)可調(diào)的特點(diǎn),其計(jì)算結(jié)果不僅為棒線材的生產(chǎn)工藝提供了參照,同時(shí)也為新鋼種的開發(fā)及生產(chǎn)線的布置提供了技術(shù)支撐。
【關(guān)鍵詞】：溫度場 有限差分法 棒線材軋制 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG333
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 棒線材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展概況11-12
• 1.2 棒線材產(chǎn)品質(zhì)量的控制12-13
• 1.3 棒線材溫度場數(shù)值模擬13-15
• 1.3.1 棒線材溫度場數(shù)值模擬意義13-14
• 1.3.2 棒線材溫度場數(shù)值模擬方法14-15
• 1.4 課題的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容18-19
• 1.6 創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 第二章 傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)及溫度場模型的建立20-42
• 2.1 傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)20-24
• 2.1.1 溫度場20
• 2.1.2 熱量傳遞的三種方式20-21
• 2.1.3 導(dǎo)熱微分方程21-23
• 2.1.4 定解條件23-24
• 2.2 溫度場模型的建立24-29
• 2.2.1 模型轉(zhuǎn)換24-25
• 2.2.2 橢圓斷面轉(zhuǎn)化為圓斷面的誤差分析及處理25-29
• 2.3 一維換熱數(shù)學(xué)模型29-32
• 2.3.1 空冷過程換熱數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.3.2 軋制過程換熱數(shù)學(xué)模型30-31
• 2.3.3 軋件穿水冷卻過程換熱數(shù)學(xué)模型31-32
• 2.4 一維柱面極坐標(biāo)的有限差分計(jì)算32-37
• 2.4.1 軋制過程傳熱的有限差分模型確定32-35
• 2.4.2 輸送過程傳熱的有限差分模型確定35-37
• 2.4.3 水箱冷卻過程傳熱的有限差分模型確定37
• 2.5 重要參數(shù)的設(shè)置37-41
• 2.5.1 材料熱物性參數(shù)37-39
• 2.5.2 鋼種熱物性參數(shù)的公式化處理39-40
• 2.5.3 換熱系數(shù)等參數(shù)的確定40-41
• 2.6 小結(jié)41-42
• 第三章 棒線材軋制溫度場預(yù)報(bào)系統(tǒng)開發(fā)42-56
• 3.1 系統(tǒng)開發(fā)工具42
• 3.2 程序模塊功能42-51
• 3.2.1 軟件功能模塊及程序的編制43
• 3.2.2 主控界面43-44
• 3.2.3 輸入模塊44-48
• 3.2.4 溫度曲線預(yù)報(bào)模塊48-50
• 3.2.5 溫度數(shù)據(jù)的輸出50-51
• 3.3 模擬結(jié)果分析51-53
• 3.4 模型的驗(yàn)證53-55
• 3.5 小結(jié)55-56
• 第四章 棒線材軋制過程溫度場模擬與工藝優(yōu)化分析56-71
• 4.1 軋制生產(chǎn)工藝56-60
• 4.2 軋件溫度影響因素分析60-67
• 4.2.1 鋼種對(duì)軋件溫度的影響60-61
• 4.2.2 出爐溫度對(duì)軋件溫度的影響61-62
• 4.2.3 產(chǎn)品規(guī)格對(duì)軋件溫度的影響62-64
• 4.2.4 坯料規(guī)格對(duì)軋件溫度的影響64-65
• 4.2.5 軋制速度對(duì)軋件溫度的影響65-67
• 4.3 生產(chǎn)工藝的優(yōu)化67-70
• 4.4 小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 在學(xué)研究成果76-77
• 致謝77

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