雙輥薄帶連鑄熱流固強(qiáng)耦合有限元模型研究
發(fā)布時間:2021-11-07 01:11
雙輥薄帶連鑄技術(shù)具有生產(chǎn)工藝流程短、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良、節(jié)省能源、環(huán)境污染小、能源利用率高等特點(diǎn)因而備受世界鋼鐵從業(yè)者關(guān)注。結(jié)晶輥與熔池是雙輥薄帶連鑄技術(shù)的核心,掌握其變化規(guī)律關(guān)系到薄帶鋼的質(zhì)量和整個澆鑄過程的順利進(jìn)行。因此,本文著重對雙輥薄帶連鑄熔池內(nèi)鋼液的溫度場分布及流動規(guī)律、結(jié)晶輥的溫度場分布及熱變形進(jìn)行研究。本文分別以雙輥薄帶連鑄熔池和旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥為研究對象,以某鋼鐵公司的雙輥薄帶鑄機(jī)為原型,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出合理簡化,分別建立了基于有限元法的熱流強(qiáng)耦合數(shù)學(xué)模型及熱固強(qiáng)耦合數(shù)學(xué)模型。進(jìn)一步利用虛位移原理將微分方程化為可求解的微分方程的弱解積分形式,將模型用fortran語言編寫計算程序,隨后利用商業(yè)軟件fluent與ansys軟件驗(yàn)證了結(jié)果的正確性。在此基礎(chǔ)上,利用熱流耦合模型求解了各工藝參數(shù)對流場及溫度場的影響,利用熱固耦合模型計算了轉(zhuǎn)動的結(jié)晶輥的溫度場分布及熱變形。對于雙輥薄帶連鑄熔池,本文考慮了結(jié)晶輥的轉(zhuǎn)動以及結(jié)晶潛熱對熔池流場和溫度場的影響,分析了鑄軋工藝參數(shù)對熔池內(nèi)溫度場及速度場分布的影響規(guī)律。結(jié)果表明kiss點(diǎn)的高度隨澆注溫度的升高而降低;澆注過程中,熔池溫度會有所回升,熔...
【文章來源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題的背景及意義
1.2 雙輥薄帶連鑄技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 雙輥薄帶連鑄過程仿真的研究進(jìn)展
1.4 課題的來源及主要研究內(nèi)容
第二章 數(shù)學(xué)物理模型的建立
2.1 熱流耦合模型的建立
2.1.1 流體力學(xué)及傳熱學(xué)的基本概念
2.1.2 熱流耦合模型的基本方程的建立
2.2 熱固耦合模型的建立
2.2.1 彈性力學(xué)的基本概念
2.2.2 熱固耦合模型的基本方程的建立
2.3 本章小結(jié)
第三章 控制方程邊界條件的確定及其弱解積分形式的推導(dǎo)
3.1 控制方程邊界條件的確定
3.1.1 熱流耦合方程邊界條件的確定
3.1.2 熱固耦合方程邊界條件的確定
3.2 弱解積分形式推導(dǎo)原理
3.2.1 熱流耦合方程弱解積分形式的推導(dǎo)
3.2.2 熱固耦合方程弱解積分形式的推導(dǎo)
3.3 本章小結(jié)
第四章 雙輥薄帶連鑄熔池?zé)崃黢詈夏M
4.1 插值函數(shù)及單元類型選擇
4.2 熱流耦合幾何參數(shù)及熱物性參數(shù)選擇
4.3 模型結(jié)果驗(yàn)證
4.4 鑄軋熔池內(nèi)鋼水溫度場與速度場分布
4.5 本章小結(jié)
第五章 雙輥薄帶連鑄結(jié)晶輥熱固耦合模擬
5.1 熱固耦合結(jié)晶輥幾何參數(shù)及熱物性參數(shù)選擇
5.2 模型結(jié)果驗(yàn)證
5.3 結(jié)晶輥溫度場分布及熱變形
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間公開發(fā)表論文、專利及著作情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]薄帶連鑄新型布流系統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理模擬[J]. 任三兵,朱苗勇,樊俊飛. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(01)
[2]美國紐柯鋼鐵公司技術(shù)發(fā)展歷程[J]. 朱婷婷,韓曉杰. 世界鋼鐵. 2013(05)
[3]不同雙輥薄帶連鑄布流系統(tǒng)的數(shù)值模擬對比研究[J]. 張立,劉中興,王波,張緯棟,任三兵,杜鋒,樊俊飛,張捷宇. 過程工程學(xué)報. 2010(S1)
[4]雙輥薄帶鑄軋過程鋼液過熱度控制研究[J]. 朱光明. 鑄造技術(shù). 2009(02)
[5]雙輥薄帶連鑄熔池內(nèi)鋼液流動的混合行為[J]. 張捷宇,王波,周國治,樊俊飛,任三兵,趙順利. 上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(05)
[6]雙輥薄帶連鑄用結(jié)晶輥套溫度場及其熱變形[J]. 方園,朱光明. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2007(05)
[7]雙輥薄帶連鑄過程數(shù)值模擬[J]. 王波,張捷宇,樊俊飛,方園,安勝利. 特種鑄造及有色合金. 2007(03)
[8]高溫環(huán)境下彈射動力裝置保溫性能仿真[J]. 杜金名,耿鋒,田春祥. 現(xiàn)代制造工程. 2005(S1)
[9]薄帶連鑄技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 邸洪雙. 河南冶金. 2005(01)
[10]薄帶連鑄技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J]. 丁培道,蔣斌,楊春楣,方亮. 中國有色金屬學(xué)報. 2004(S1)
博士論文
[1]高溫電加熱過程模擬與優(yōu)化的研究[D]. 李勇剛.中國海洋大學(xué) 2011
[2]寬量程渦街流量計信號處理方法及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究[D]. 陳潔.上海大學(xué) 2010
[3]熱塑性復(fù)合材料AS4/PEEK非線性率相關(guān)三維數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 丁淑蓉.天津大學(xué) 2005
[4]雙重介質(zhì)氣藏流固耦合數(shù)值模擬研究[D]. 文成楊.西南石油學(xué)院 2005
碩士論文
[1]基于壓電效應(yīng)的環(huán)境振動能量獲取技術(shù)研究[D]. 吳昊.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]基于數(shù)值模擬制備玻璃/鋁基廢棄物復(fù)合材料攪拌器結(jié)構(gòu)的研究[D]. 張被剛.昆明理工大學(xué) 2010
[3]虛擬層合單元在穩(wěn)定型懸索橋分析中的應(yīng)用[D]. 楊鵬.昆明理工大學(xué) 2010
[4]雙輥薄帶鑄軋鋼水流動及傳熱規(guī)律的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 侯曉東.山東理工大學(xué) 2010
[5]低風(fēng)速啟動垂直軸風(fēng)力機(jī)的性能研究[D]. 趙煒.昆明理工大學(xué) 2010
[6]地震誘發(fā)斜坡塌滑機(jī)理研究[D]. 曹彥彥.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009
[7]應(yīng)用彈塑性流固耦合理論研究套損的影響因素地應(yīng)力及流體壓力[D]. 顏凡全.大慶石油學(xué)院 2005
[8]硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(HXMT)有限元動力分析[D]. 姚建軍.重慶大學(xué) 2003
本文編號:3480873
【文章來源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題的背景及意義
1.2 雙輥薄帶連鑄技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 雙輥薄帶連鑄過程仿真的研究進(jìn)展
1.4 課題的來源及主要研究內(nèi)容
第二章 數(shù)學(xué)物理模型的建立
2.1 熱流耦合模型的建立
2.1.1 流體力學(xué)及傳熱學(xué)的基本概念
2.1.2 熱流耦合模型的基本方程的建立
2.2 熱固耦合模型的建立
2.2.1 彈性力學(xué)的基本概念
2.2.2 熱固耦合模型的基本方程的建立
2.3 本章小結(jié)
第三章 控制方程邊界條件的確定及其弱解積分形式的推導(dǎo)
3.1 控制方程邊界條件的確定
3.1.1 熱流耦合方程邊界條件的確定
3.1.2 熱固耦合方程邊界條件的確定
3.2 弱解積分形式推導(dǎo)原理
3.2.1 熱流耦合方程弱解積分形式的推導(dǎo)
3.2.2 熱固耦合方程弱解積分形式的推導(dǎo)
3.3 本章小結(jié)
第四章 雙輥薄帶連鑄熔池?zé)崃黢詈夏M
4.1 插值函數(shù)及單元類型選擇
4.2 熱流耦合幾何參數(shù)及熱物性參數(shù)選擇
4.3 模型結(jié)果驗(yàn)證
4.4 鑄軋熔池內(nèi)鋼水溫度場與速度場分布
4.5 本章小結(jié)
第五章 雙輥薄帶連鑄結(jié)晶輥熱固耦合模擬
5.1 熱固耦合結(jié)晶輥幾何參數(shù)及熱物性參數(shù)選擇
5.2 模型結(jié)果驗(yàn)證
5.3 結(jié)晶輥溫度場分布及熱變形
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間公開發(fā)表論文、專利及著作情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]薄帶連鑄新型布流系統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理模擬[J]. 任三兵,朱苗勇,樊俊飛. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(01)
[2]美國紐柯鋼鐵公司技術(shù)發(fā)展歷程[J]. 朱婷婷,韓曉杰. 世界鋼鐵. 2013(05)
[3]不同雙輥薄帶連鑄布流系統(tǒng)的數(shù)值模擬對比研究[J]. 張立,劉中興,王波,張緯棟,任三兵,杜鋒,樊俊飛,張捷宇. 過程工程學(xué)報. 2010(S1)
[4]雙輥薄帶鑄軋過程鋼液過熱度控制研究[J]. 朱光明. 鑄造技術(shù). 2009(02)
[5]雙輥薄帶連鑄熔池內(nèi)鋼液流動的混合行為[J]. 張捷宇,王波,周國治,樊俊飛,任三兵,趙順利. 上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(05)
[6]雙輥薄帶連鑄用結(jié)晶輥套溫度場及其熱變形[J]. 方園,朱光明. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2007(05)
[7]雙輥薄帶連鑄過程數(shù)值模擬[J]. 王波,張捷宇,樊俊飛,方園,安勝利. 特種鑄造及有色合金. 2007(03)
[8]高溫環(huán)境下彈射動力裝置保溫性能仿真[J]. 杜金名,耿鋒,田春祥. 現(xiàn)代制造工程. 2005(S1)
[9]薄帶連鑄技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 邸洪雙. 河南冶金. 2005(01)
[10]薄帶連鑄技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J]. 丁培道,蔣斌,楊春楣,方亮. 中國有色金屬學(xué)報. 2004(S1)
博士論文
[1]高溫電加熱過程模擬與優(yōu)化的研究[D]. 李勇剛.中國海洋大學(xué) 2011
[2]寬量程渦街流量計信號處理方法及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究[D]. 陳潔.上海大學(xué) 2010
[3]熱塑性復(fù)合材料AS4/PEEK非線性率相關(guān)三維數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 丁淑蓉.天津大學(xué) 2005
[4]雙重介質(zhì)氣藏流固耦合數(shù)值模擬研究[D]. 文成楊.西南石油學(xué)院 2005
碩士論文
[1]基于壓電效應(yīng)的環(huán)境振動能量獲取技術(shù)研究[D]. 吳昊.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]基于數(shù)值模擬制備玻璃/鋁基廢棄物復(fù)合材料攪拌器結(jié)構(gòu)的研究[D]. 張被剛.昆明理工大學(xué) 2010
[3]虛擬層合單元在穩(wěn)定型懸索橋分析中的應(yīng)用[D]. 楊鵬.昆明理工大學(xué) 2010
[4]雙輥薄帶鑄軋鋼水流動及傳熱規(guī)律的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 侯曉東.山東理工大學(xué) 2010
[5]低風(fēng)速啟動垂直軸風(fēng)力機(jī)的性能研究[D]. 趙煒.昆明理工大學(xué) 2010
[6]地震誘發(fā)斜坡塌滑機(jī)理研究[D]. 曹彥彥.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009
[7]應(yīng)用彈塑性流固耦合理論研究套損的影響因素地應(yīng)力及流體壓力[D]. 顏凡全.大慶石油學(xué)院 2005
[8]硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(HXMT)有限元動力分析[D]. 姚建軍.重慶大學(xué) 2003
本文編號:3480873
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/yjlw/3480873.html
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