本文關鍵詞：連鑄坯矯直區(qū)力學行為研究

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【摘要】：掌握連鑄坯在矯直區(qū)的力學行為是連鑄矯直過程工藝制定及設備設計的基礎。隨著連鑄拉坯速度的提高,現(xiàn)代連鑄機設計已經(jīng)普遍采用連續(xù)矯直或多點矯直技術(shù)。連鑄坯在矯直區(qū)的力學行為也變得更加復雜,不能再用單點矯直條件下的簡單的力學模型來進行描述。因此對連鑄坯在矯直區(qū)的力學行為進行更深入的研究,建立起更精細化的矯直過程力學模型對矯直技術(shù)發(fā)展具有重要意義。本文分析了矯直理論及其力學基礎,結(jié)合生產(chǎn)實際,根據(jù)兩種不同工況下鑄坯的溫度存在較大差異,變形機理的不同,為分析連鑄坯矯直區(qū)力學行為建立了兩種不同的模型和分析方法。針對溫度較低的坯頭通過時情況,本文建立了矯直反力計算的彈塑性模型,即忽略鑄坯蠕變,認為矯直完全依靠塑性變形完成。根據(jù)這一模型得到了多點矯直的矯直反力的解析算法,其方法是截取進入第一矯直區(qū)間的鑄坯段作為隔離體,跟蹤其運動,分析其變形,順次建立該隔離體運動到各個矯直區(qū)間時的平衡方程,聯(lián)立平衡方程求解即可。運用有限元軟件對解析算法進行了驗證,兩者結(jié)果顯示了一致性。針對溫度較高的正常澆鑄情況,本文建立了矯直反力計算的粘彈性模型,即忽略鑄坯塑性變形,認為矯直完全依靠蠕變變形完成。同樣的,根據(jù)這一模型得到了多點矯直矯直反力的解析算法。針對某一實際的生產(chǎn)工況,分別采用解析法和有限元方法求解了矯直輥的矯直反力,結(jié)果顯示了高度的一致性,證明了模型的有效性。本研究的成果可供連鑄機設計參考。
【關鍵詞】：連鑄 矯直 力學行為 蠕變
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG335
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的背景及意義10
• 1.2 連鑄技術(shù)的發(fā)展10-12
• 1.3 矯直技術(shù)的發(fā)展與趨勢12-14
• 1.3.1 全凝固矯直12-13
• 1.3.2 多點矯直13
• 1.3.3 奧鋼聯(lián)漸進矯直法13
• 1.3.4 康卡斯特連續(xù)矯直法13
• 1.3.5 等應變速率固定輥連續(xù)矯直13-14
• 1.4 矯直區(qū)的力學行為研究現(xiàn)狀14-16
• 1.5 主要研究內(nèi)容及方法16-17
• 第2章 矯直理論及矯直段設計計算17-29
• 2.1 矯直理論17-19
• 2.1.1 矯直基本原理17-18
• 2.1.2 矯直段設計的準則18-19
• 2.2 梁的彎曲理論19-22
• 2.2.1 基本假設19-20
• 2.2.2 平面彎曲的概念20-21
• 2.2.3 平面彎曲的計算21-22
• 2.3 連鑄機矯直段設計計算22-28
• 2.3.1 多點矯直的設計計算22-25
• 2.3.2 連續(xù)矯直的設計計算25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 連鑄坯材料本構(gòu)模型29-37
• 3.1 彈塑性本構(gòu)模型29-33
• 3.1.1 彈性與塑性29-30
• 3.1.2 常用彈塑性材料本構(gòu)模型30-33
• 3.2 蠕變模型33-36
• 3.2.1 蠕變理論34
• 3.2.2 在矯直過程中有關蠕變變形的假設34-35
• 3.2.3 蠕變變形應力應變公式35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第4章 基于彈塑性理論的矯直反力計算37-54
• 4.1 矯直區(qū)的工況37-40
• 4.1.1 坯頭通過37-38
• 4.1.2 穩(wěn)態(tài)澆注38
• 4.1.3 中間包換包澆注38
• 4.1.4 坯尾通過38
• 4.1.5 連鑄矯直區(qū)工況的簡化38-40
• 4.2 彈塑性條件下多點矯直矯直矯直反力計算40-47
• 4.2.1 基本思路40-41
• 4.2.2 矯直過程彎曲應變41-42
• 4.2.3 鑄坯截面的彎曲內(nèi)力42-44
• 4.2.4 鑄坯分區(qū)間力學分析44-46
• 4.2.5 聯(lián)立方程組的解46-47
• 4.3 彈塑性模型的仿真驗證47-53
• 4.3.1 計算的前提條件48-49
• 4.3.2 解析結(jié)果49
• 4.3.3 仿真結(jié)果49-52
• 4.3.4 解析結(jié)果和仿真結(jié)果對比52
• 4.3.5 結(jié)果對比的分析52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 基于粘彈性理論的矯直反力計算54-67
• 5.1 鑄坯矯直過程的粘彈性模型54-60
• 5.1.1 鑄坯的溫度場54-55
• 5.1.2 幾何方程55-56
• 5.1.3 物理方程56-57
• 5.1.4 平衡方程57-59
• 5.1.5 計算流程圖59-60
• 5.2 有限元模擬及驗證60-66
• 5.2.1 計算的前提條件60-63
• 5.2.2 解析計算結(jié)果63-64
• 5.2.3 有限元模擬結(jié)果64-65
• 5.2.4 解析結(jié)果與有限元結(jié)果對比65-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果72-73
• 致謝73

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本文編號：1016053