1700热连轧机轧辊温度场及热凸度研究

研究了国内某1700热连轧机轧辊温度场有限差分模型及热凸度模型,采用C++语言编制离线仿真程序,计算某一轧制周期工作辊温度场及热凸度,得到轧制过程不同时刻工作辊表面温度及热变形情况.F2,F3和F4轧辊上表面在轧制结束后最高温度分别为58.1,73.1和81.2℃;表面最大变形量(半径方向)分别为193.979,275.259和333.433μm.对CVC轧辊而言,轧辊表面温度分布及热变形变化明显受到轧辊横移的影响.将程序计算得到的轧辊表面温度与实测值比较,两者吻合较好,表明轧辊温度场模型及热凸度模型具有较高的计算精度.     

基于温度场近似分析解的铸轧辊套热应力解析模型

双辊连续铸轧是一种高效制备金属薄带坯的先进技术.在双辊连续铸轧过程中,铸轧辊套起结晶器与热轧辊双重作用,直接完成结晶凝固与热轧变形过程,其使用性能与其热应力场密切相关.根据铸轧辊套温度场的特点,运用Galerkin方法,得到了铸轧辊套温度场的近似分析解;对铸轧辊套的热应力场进行了数学描述,并应用Airy应力函数法,获得了铸轧辊套热应力解析模型.图1,参12.     

快速超薄铸轧机铸轧辊变形热力耦合模型

快速超薄铸轧机铸轧辊的辊芯与辊套为 2种不同材质配合而成的复合体 ,存在不连续的结合面 ,辊芯内有几何结构复杂的内冷水槽而非单一实心体 ,周向温差较大 ,其温度场为非对称三维温度场 ,工作在多种物理场 (热、力 )下 ,作者运用热弹性力学理论 ,建立热弹耦合方程并求解 ,并结合接触压力 (轧制力分布 )模型 ,确定了铸轧辊温度场边界条件 ,得到了超薄铸轧机铸轧辊变形的计算模型     

铸轧辊套温度场的近似解析方法研究

双辊连续铸轧中的铸造与热轧过程均由铸轧辊套直接完成;辊套的热疲劳寿命、辊套材质的力学行为均与辊套温度场密切相关。基于对铸轧辊套热传递特征的分析,得出了铸轧辊套温度场数学模型;根据铸轧辊套温度场的特点,运用Galerkin方法,实现了铸轧辊套温度场的近似解析求解.实例计算表明,所得结果与实测结果相吻合,使用方便.图2,表2,参8.     

热带钢轧机轧辊热变形的快速有限元模型

分析了解析法与简化方法的缺点,采用有限元法建立轧辊热变形计算模型.针对轧制过程中轧辊热变形计算数据特点,将计算任务分为负责静态数据准备的预计算和负责动态数据准备与热变形求解的更新计算,换辊时进行预计算,计算任意时刻的热变形时只需进行更新计算,计算量远小于标准有限元程序.根据特殊处理的计算流程,编写了基于轴对称有限元法的轧辊热变形程序,其计算结果与ANSYS结果一致,精度均高于简化方法约30%.自编轧辊热膨胀有限元程序计算精度高,耗时少,满足在线热膨胀预报要求.     

轧辊弹性变形对中厚板辊缝设定的影响

根据中厚板轧制过程的受力模型 ,将辊缝变化转化为辊系的弹性变形 ,利用影响函数法 ,计算出轧件宽度、工作辊半径、支承辊半径、工作辊凸度、支承辊凸度及轧制力等因素对辊缝设定的影响·仿真结果表明 :①随着支承辊半径的增大 ,轧辊变形量呈线性减少 ;②随着工作辊半径增大 ,轧辊变形量呈线性增加 ;③随着支承辊凸度的增大 ,轧辊变形量呈线性增加 ;④工作辊凸度与轧辊变形量之间呈线性关系 ,轧件宽度的变化直接影响该线性关系的走向 ;⑤随着轧制力增加 ,轧辊变形量线性增加·只要轧制力相等 ,轧辊变形基本不变     

薄板坯连轧过程中输送辊对带钢温度场的影响

采用有限元差分法对连铸连轧生产过程的带钢温度场进行模拟.计算中考虑了辐射、对流换热、轧制时与轧辊之间的热传导以及变形热和摩擦热.结果表明,输送辊对带钢温度场的影响相对较小,大约使钢体温度下降14~18℃;精轧前的过程上下表面温差比较大,能达到20~25℃;考虑了输送辊影响的温度场与实测值更相近,符合实际.     

热连轧机工作辊轴承座的三维有限元温度场分析

本文以宝钢 2 0 50热连轧机工作辊轴承座热变形故障为研究对象 ,详细分析了轴承系统的内热源 ,确认轴承内部的摩擦热是轴承升温的主要热源。本文提出一种通用的计算思路 :建立由工件→轧辊→轴承→轴承座的热传导模型 ,用有限元方法和三维有限元温度场程序 ,研究分析了轴承座的温度场分布规律。     

无取向硅钢热连轧工作辊热磨辊

为了解决正常生产结构条件下,无取向硅钢热连轧工作辊磨削辊形受热辊形影响难以获得工艺制度期望的初始辊形问题,结合无取向硅钢热轧生产过程,采用二维有限差分法建立了工作辊轧制过程中的工作辊温度场计算数学模型,使用有限元软件ANSYS建立了工作辊下机后空冷和喷淋冷却混和工艺条件下温度场模型,开展了无取向硅钢热轧工作辊一个完整使用周期内的温度场和热辊形仿真研究,提出了无取向硅钢工作辊热磨辊数学模型和热磨辊工艺制度,并投入生产应用.相同生产工艺条件下,1700热连轧机无取向硅钢轧制应用热磨模型和热磨工艺制度后,产品的凸度和楔形双达标率由67.39%提高到74.57%的明显生产实绩.     

铝薄带超常铸轧辊套热应力仿真分析

采用双辊连续铸轧方法,实现铝薄带的超常铸轧,是一种高效、短流程、低能耗的近净和近终形成型技术.在铝薄带超常铸轧过程中,铸轧辊套温度场周期性的变化引起铸轧辊套内热应力场的周期性变化.根据铸轧辊套热应力数学模型,对铝薄带超常铸轧辊套热应力进行了仿真分析.结果表明,辊套外表面不仅热应力大,而且变化幅度大;辊套材料的导热能力、铸轧速度、辊套表面与冷却介质的换热系数对辊套热应力场有显著影响.图3,表1,参12.     

热力射流温度场及温度应力数值模拟研究

热力射流破岩技术是指利用高温介质诸如超临界水对岩石进行快速局部加热达到破碎岩石的目的。由于岩石基质热导率很低，因此会在岩石表面形成温度应力。当温度应力超过岩石的强度，会在岩石内部形成微裂缝，且裂缝不断扩展最终使得岩石表面发生热裂解，热裂解作用导致岩石表面从本体脱落从而使得岩石破碎。基于热-固耦合理论建立了热裂解钻井模型，利用Crank-Nicolson差分方法求解得到了热裂解过程中井底岩石温度场和温度应力的分布规律。结果表明，在热裂解钻井过程中，岩石受热部分温度迅速升高，在径向和轴向方向上产生温度梯度；受热部分体积膨胀在径向方向上受到压应力作用，在轴向方向上发生屈曲，受到剪应力作用。研究成果对热裂解钻井的现场应用具有十分重要的指导意义。     

冷轧辊热应力的计算

本文提出了确定冷轧辊的非定常热应力的方法.根据轧制过程中冷轧辊横截面所产生热应力的特点,即由轧辊辊身外表面与内孔表面间的温度差,并且通过一定的变换,将非定常温度场转换成定常热应力问题,给出了计算空心冷轧辊非定常热应力的公式.计算结果表明,这些公式应用时较为简便,为冷轧辊热强度设计提供了理论根据.     

圆柱滚子轴承发热量及温度场的研究

通过对圆柱滚子轴承各个滚子的受力分析,探讨了不同载荷和转速下发热量的计算方法,得出了较为精确的轴承发热量计算公式。计算了不同条件下各个滚子的发热量。并以此为边界条件,应用有限元法计算了轴承系统的温度场分布,得出了合理的温度场分布图。。证明此公式对圆柱滚子轴承发热量和温度场的计算具有可行性。     

石门子碾压混凝土拱坝温度场实测与仿真计算

碾压混凝土坝的非稳定温度场是进行仿真应力计算和设计的基础。根据理论分析和数值计算 ,分析各热学参数和非热学参数对非稳定温度场的影响。通过对石门子工程(在建 )进行工程实际监测 ,取得了一些高程测点实测温度变化过程 ,并与仿真计算结果相比较。为模拟混凝土中粉煤灰后期放热 ,提出双 e曲线模型 ,使仿真计算结果更符合实际。按所提出的方法进行非稳定温度场的计算预测 ,从而对大坝后期浇筑作指导 ,具有较好的工程应用价值。     

多次紧急制动工况下的鼓式制动器热-结构耦合分析

针对汽车鼓式制动器在制动过程中的开裂失效问题,基于运动学、动力学、摩擦学与热-结构耦合的综合分析技术及实验技术,建立了三维瞬态热-结构耦合理论模型及有限元模型;分析多次紧急制动工况下制动鼓温度场和应力场在径向、周向、轴向的分布特征,得到了结构场与温度场的耦合作用结果 ;分析了温度、应力应变、压力三者间的相互耦合作用规律.结果表明:制动鼓的开裂失效主要处于温升大的区域,是由热应力引起的热疲劳失效,且由于周向压应力比径向和轴向压应力大,从而导致制动鼓的裂纹方向均为沿轴向伸展.     

寒冷地区碾压混凝土坝喷涂聚氨酯施工仿真

碾压混凝土坝表面防护是防止表面裂缝的重要措施.通过现场试验和计算分析,为工程提出合理的保温保湿方案提供了依据,进而研究了喷涂聚氨酯的碾压混凝土坝的施工仿真,并和实测结果进行了对比.研究表明:在大坝表面喷涂聚氨酯泡沫材料具有良好的保温保湿效果,施工仿真分析和实测结果吻合良好.     

铝卷径向等效导热系数的仿真

利用铝板退火加热实验采集到的温度,通过热传导反问题的求解,求得铝板间的等效导热系数,将其等效为铝卷径向导热系数,并推导出铝卷强对流传热系数对温度的数学表达式,从而构建更准确的铝卷退火的温度场模型.运用ANSYS有限元分析软件,综合考虑铝卷的导热系数和对流换热系数随温度变化的非线性,模拟铝卷退火过程中的瞬态温度场.仿真结果表明:在退火的开始阶段,铝卷外表面与芯部温差较大,最高达173 ℃;在保温阶段,铝卷内部温差逐渐减小,温差只有3 ℃,最后稳定在545 ℃,与实测结果较吻合,证明所建立的数学模型是可靠的,同时,为铝卷退火工艺的优化提供了理论依据.     

三维热传导问题的间接边界元法

以三维无限域内单位强度点热源作用的温度场为基本解，用二维虚拟热源法求解三维热传导问题的稳态温度场。由于间接边界元方法的数值离散特性，应用二次非协调单元简便可行地解决了数值计算中的角域问题和边界点法向取值不确定问题。对于含ｒ－１的奇异积分取其柯西主值积分，含ｒ－２的奇异积分由间接方法求得。算例表明此方法有很高的精度。为碾压混凝土拱坝仿真计算提供了有力工具。     

精密平面磨床热变形的研究

本文分析了MM7120A型精密平面磨床的热源、温度场、热变形及其试验结果,论述了热变形对平面磨削精度的影响,提出了改善平面磨床热态特性的建议。文中还就我国现行机床热变形试验中关于“热平衡”的标准问题提出了新的看法。