基于圓坯的軸對稱性，采用縱向切片法建立坯殼應(yīng)力遺傳熱力耦合模型，利用ANSYS對結(jié)晶器內(nèi)鑄坯傳熱及應(yīng)力進行數(shù)值模擬。對結(jié)晶器內(nèi)Q195、Q215和37Mn5鋼鑄坯傳熱和應(yīng)力進行了分析。研究了不同工藝參數(shù)對結(jié)晶器內(nèi)坯殼表面溫度、坯殼厚度和氣隙分布規(guī)律的影響，分析了結(jié)晶器內(nèi)坯殼生長規(guī)律與凝固定律之間存在的差異。通過結(jié)晶器冷卻水流量、進出口水溫差等生產(chǎn)數(shù)據(jù)對模型準(zhǔn)確性進行了驗證。對比了不同拉速、不同澆注溫度對無錐度結(jié)晶器內(nèi)鑄坯收縮的影響。最后根據(jù)最小氣隙原則對Q195和37Mn5鋼結(jié)晶器錐度進行了多次優(yōu)化。研究結(jié)果表明：基于圓坯的軸對稱性，建立的二維縱向切片熱力耦合分析模型，能夠?qū)A坯傳熱和應(yīng)力進行準(zhǔn)確的數(shù)值分析。以37Mn5鋼為研究對象，對其進行了系統(tǒng)分析，得出了鑄坯溫度場、坯殼表面溫度變化、坯殼厚度變化、熱流密度變化、坯殼第一主應(yīng)力、坯殼等效應(yīng)力、坯殼與結(jié)晶器壁間的壓力變化以及氣隙分布。不同鋼種對結(jié)晶器錐度的要求不同，澆注Q215時要求的結(jié)晶器錐度最大，其次是Q195，要求最小的是37Mn5鋼。拉速越快，澆注溫度越高，坯殼表面溫度越高、坯殼厚度越薄、熱流密度越大。相比澆注溫度，拉速對坯殼... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固示意圖

- 13 -有限元網(wǎng)格劃分示意圖tic of finite element mes程度直接影響到計果過小的劃分網(wǎng)格，而精度改變卻沒有算過程中容易成為“求。經(jīng)驗表明為平分[4]。式，總網(wǎng)格數(shù) 697化表面網(wǎng)格。其中

圖 3 模型分析過程Fig.3 Model analysis process-力物性參數(shù)的選取鑄結(jié)晶器內(nèi)鑄坯的物性參數(shù)包熱學(xué)物性參數(shù)和力學(xué)物性參數(shù)，熱學(xué)物性參括密度、熱容、導(dǎo)熱系數(shù)等；力學(xué)物性參數(shù)包括彈性模量、塑性模量、強泊松比、熱線膨脹系數(shù)等。經(jīng)多方考察只得到到溫度小于 1200℃時的上數(shù)，所以高溫物性參數(shù)只能通過經(jīng)驗公式求得。熱學(xué)物性參數(shù)鋼種的液相線溫度和固相線溫度同成分的鋼種，液相線、固相線有較大差別，為此特根據(jù)下列經(jīng)驗公式計種的液相線 TL和固相線溫 TS，或選用現(xiàn)有測試數(shù)據(jù)。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]矩形坯結(jié)晶器內(nèi)坯殼傳熱及應(yīng)力分析[D]. 郭旺.河北聯(lián)合大學(xué) 2013
[2]結(jié)晶器內(nèi)坯殼熱力耦合分析[D]. 張海輝.河北聯(lián)合大學(xué) 2012
[3]基于有限元的連鑄圓坯結(jié)晶器熱力耦合仿真[D]. 楊桂芳.武漢科技大學(xué) 2010
[4]小方坯連鑄結(jié)晶器銅管錐度研究[D]. 王建剛.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2009
[5]圓坯連鑄結(jié)晶器錐度的研究[D]. 李豐德.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2009
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本文編號：3359737