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.     

双辊铸轧辊套温度场分布的圣维南原理现象

介绍了采用有限差分法并建立两个模型来求解铸轧中铸轧辊辊套温度场的方法和结果,发现辊套温度场分布规律与弹性力学中的应力场分布遵循圣维南原理相似。     

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.     

连续铸轧辊套传热分析

在连续铸轧中,金属液经铸嘴装置连续不断地注入2个相向旋转、内部通水冷却的铸轧辊的辊缝中间,金属液在辊缝中冷却、凝固结晶并经轧制成形.作者通过建立铸坯与铸轧辊辊套之间强温变耦合特性的界面接触热导模型及铸坯和铸轧辊辊套传热数学模型,对铸轧辊与铸坯的温度场进行了仿真,并分析了辊套的厚度、导热系数和表面粗糙度对辊套温度分布的影响.通过仿真分析发现辊套外表面温度在铸轧区变化剧烈,辊套进入铸轧区入口处温度开始急剧上升,但最高温度并不在出口处,而是在轧制区靠近出口处.辊套离开铸轧区后温度开始下降,进入入口处时温度降至最低;界面导热能力随辊套表面粗糙度减小、辊套材料的导热系数增大、辊套厚度减小而增大.     

铸轧辊辊套失效机理的理论研究

在分析铸轧辊辊套失效机理的基础上,提出了延长铸轧辊辊套寿命新观点,并在生产中得到验证。     

镁合金双辊铸轧机侧封板的温度场及热应力场的模拟分析

介绍了国内外的固体侧封技术,分析了侧封板的破损原因和提高侧封使用寿命的方法,设计了整体式和组合式的侧封板并对侧封板的顶紧装置和材料进行了研究.发现硅酸钙质耐火材料制作的整体式侧封板具有较好的性能,适合镁合金铸轧.用ANSYS软件数值模拟对比了整体式和组合式侧封板的温度场和应力场.结果证明,硅酸钙质和BN质组合式侧封板更有效地改善了使用效果和铸轧的稳定性.     

铝薄带超常铸轧辊套温度场研究

在分析铸轧辊套传热特征的基础上，对铸轧辊套温度场进行了数学描述．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．对铝合金超常铸轧工况下的辊套温度场进行了仿真分析，结果表明：与常规铸轧相比，超常铸轧工况下的辊套内、外表面最大温差及外表面最大温差显著降低，且辊套温度分布趋向均匀化．     

电磁铸轧铸嘴支撑面板温度场及热应力研究

铸嘴支撑面板为电磁铸轧工艺的关键部件，其结构稳定性直接关联到铸嘴的平面稳定性。本文利用ANSYS有限元分析软件建立了铸嘴支撑面板温度－应力耦合分析的三维有限元计算模型，并对实际工况下面板的热应力分布进行了计算研究。研究结果表明：面板内存在显著的热应力，应力集中现象明显；面板总体上出现了较大的热位移，特别是在竖直方向，热位移量为最大，导致面板因变形过大失效，计算值与实测值相吻合。     

新型铝合金超常铸轧辊套材料的切削加工性能实验研究

满足铝合金超常铸轧工艺所需综合技术性能要求的辊套材料,是采用双辊连续铸轧方法实现铝合金超常铸轧的重要技术保障.辊套材料良好的切削加工性能是获得高性能铸轧辊的基础.对新型铸轧辊套材料的切削加工性能进行了综合分析;从切削力和已加工表面粗糙度两方面,对新型铸轧辊套材料的切削加工性能进行了实验研究.结果表明,新型铝合金超常铸轧辊套材料具有优良的切削加工性能;在相同的加工条件下,切削新型辊套材料时的切削力明显小于切削现有典型合金钢辊套材料,磨削新型辊套材料时的表面粗糙度值与磨削合金钢辊套材料无明显差别.图4,表4,参12.     

拉矫辊横断面的温度场与热应力场的有限元解

本文根据热传导理论与弹性理论,并按照实测的边界条件,应用有限单元法,系统地分析了连铸机拉矫辊断面的温度场和应力场。通过实例计算,可从结果看出辊子的破损原因和主要部位。     

碱熔锅非线性温度场及热应力分析

本文对高温设备——碱熔锅在稳定工况下的最主要的应力——热应力进行了分析计算。在高温下锅体材料铸铁呈现着非线性的物理、力学特性。作者根据资料数据和实验数据采用多项式逐步回归的方法,构成导热系数λ、热膨胀系数α与温度T的关系以及铸铁材料的本构方程,并用有限元法进行非线性稳态温度场的计算及材料非线性的应力计算。为改进碱熔锅的设计提供了可靠的依据。     

延缓铸轧辊面龟裂的措施

分析了在铸轧铝板带的操作过程中促使辊面发生龟裂的原因,阐述了延缓辊面龟裂、延长铸轧辊使用寿命的措施。     

组合式轧辊轧制过程的稳定性分析

采用MAC软件计算组合式轧辊辊芯与辊套温度场,建立相应的传热方程与热应力分析模型及其边界条件.研究结果表明:与轧件接触的轧辊表面的温度在开始轧制时迅速上升,随着轧制过程的进行,温度趋于呈稳定周期性变化,温度达到稳定的时间大约为2 h:当轧辊旋转到与轧件接触处,温度达到最高,最高温度约为300℃,此时辊套轧辊结构稳定,据此生产的组合式轧辊在轧制过程中性能优越.     

某固定管板式换热器的温度场与热应力分析

文中介绍了某固定管板式换热器高温高压下的工作条件,建立了热分析与结构分析的有限元模型,计算得出管板的温度场以及温度场与结构耦合产生的应力场,给出了管板最高应力值及某些路径的应力变化曲线     

铜辊套对铝带双辊铸轧速度提升的量化研究

双辊铸轧工艺是一种短流程、高效、低能耗的近终成形工艺。但较低的铸轧速度成为制约提高铸轧工艺生产效率的关键因素。基于此,使用换热效率更高的铜辊套成为提高铸轧工艺生产效率的研究热点。本文通过数值模拟与实验,探究了铜辊套与钢辊套分别能够达到的最快铸轧速度,量化铜辊套对铸轧速度的提升效果。模拟结果与实验结果均表明,基于本实验平台,稳定铸轧时,铜辊套的最快铸轧速度可达到10 m/min,是钢辊套的2.5倍。最后建立了双辊铸轧稳态的热阻模型,通过计算得到,在相同条件下,铜辊套的热流量是钢辊套的4～8倍。上述研究结果能够为工业化铸轧机提速改造提供理论依据和指导。     

机械密封温度场及其热应力的有限元计算

用有限元法分析机械密封稳态温度场,根据假设条件创建有限元模型.利用ANSYS 8.0软件进行温度场计算分析,并用热-结构耦合法计算密封环的热应力.通过应力分析得到其最大值的位置及大小,计算结果表明,这与实际生产中所见热裂失效破坏是相吻合的,为机械密封环的设计及变形分析提供理论依据.     

基于APDL语言的活塞热应力分析

活塞是发动机的核心,工作环境极其恶劣.活塞顶部直接承受高温燃气作用,容易形成不均匀的温度梯度,产生较大的热应力造成活塞受损,活塞的运行可靠性直接影响发动机的使用寿命.基于ANSYS的APDL语言,建立了活塞有限元模型,应用第三类边界条件施加活塞边界温度和换热系数,对活塞进行温度场和热应力分析,分析计算结果,得到活塞温度场、热流密度和热应力分布规律.结果表明活塞燃烧室边缘温度最高,第一环槽处热流密度最大,活塞环槽处和燃烧室边缘热应力相对较大.为活塞的结构设计和可靠性分析提供了参考.     

双辊铸轧薄带钢侧封板磨损机理及热应力分析

为了提高双辊铸轧薄带钢工艺中侧封板的使用寿命,设计了单独式和组合式的侧封板并对制作侧封板的材料进行了评价·采用抗钢水侵蚀浸蘸实验和铸轧实验,观察了侧封板的腐蚀、磨损和裂纹分布规律·利用ANSYS有限元分析软件对侧封板的温度场和热应力场进行了数值模拟,比较了不同预热温度条件下的热应力分布规律·结果表明,组合式侧封板对铸轧过程的稳定性和改善侧封板的使用寿命效果较好,氧化锆质耐火材料制作的侧封板具有较好的综合性能,熔融石英侧封板的腐蚀主要是由于SiO2与钢水中的MnO反应生成低熔点的化合物所致,侧封板的裂纹和损坏主要是由于应力分布不均的结果     

不同水口角度对熔池内温度场的影响

基于ANSYS软件,建立了双辊带材铸轧过程的浇铸模型,同时选用AISI304不锈钢,模拟了不同水口角度下熔池温度场及铸带的温度变化.研究发现,水口的出口角度对熔池内温度场有一定影响,随着水口出口角度的增大,凝固终了点的位置向出口方向移动,熔池表面温度变化较大,铸带的表面温度略有变化.水口角度是实现稳定铸轧和保证铸带质量的重要条件.     

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.