特厚連鑄矩形坯凝固過程數(shù)值模擬的研究.pdf

1、近年來隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，橋梁、隧道、軍工設(shè)備等行業(yè)也得到了迅速發(fā)展，使得機械和建筑需求的特厚鋼材急劇增加，同時對鋼材的質(zhì)量和性能也提出的嚴格要求，因此提高特厚連鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量就成為了連鑄研究的重中之重。在特厚連鑄坯生產(chǎn)過程中，鑄坯裂紋的質(zhì)量缺陷約占到總質(zhì)量缺陷的一半以上，因此控制鑄坯裂紋的產(chǎn)生和探索裂紋形成的機理就顯得非常重要。
　　本文通過采用有限元分析軟件ANSYS建立700mm×1500mm特厚連鑄矩形坯凝固傳熱過程

2、的數(shù)學模型和彈塑性應力模型，對鑄坯從結(jié)晶器彎月面開始到二冷區(qū)結(jié)束的過程中的溫度場和應力場進行數(shù)值模擬，同時分析了不同拉速、過熱度和比水量等工藝參數(shù)對鑄坯在凝固傳熱過程中溫度場和應力場的影響，為探討裂紋產(chǎn)生機理，預防和減少裂紋形成提高鑄坯質(zhì)量提供依據(jù)，具體工作內(nèi)容如下：
　?。?）建立特厚連鑄矩形坯的二維凝固傳熱數(shù)學模型。本文針對建模中存在的問題，創(chuàng)新性的提出了三種鑄坯模型，即直角模型、圓角模型和倒角模型，運用二維切片法分別對其進行

3、有限元仿真模擬，獲得了鑄坯沿拉坯方向上的溫度場和坯殼厚度，并考慮了在不同連鑄工藝參數(shù)下其變化趨勢進而得到了最合理的鑄坯模型。
　　（2）建立了特厚連鑄矩形坯的二維彈塑性應力模型。在獲得的鑄坯溫度場基礎(chǔ)上，同時充分考慮材料的高溫力學性能參數(shù)，利用間接的方法對鑄坯的應力場進行熱力耦合模擬研究，并考慮了不同連鑄工藝參數(shù)下熱應力的變化趨勢，也再次驗證了新型鑄坯模型的合理性。
　?。?）結(jié)合對鑄坯溫度場和應力場的仿真結(jié)果，計算了鑄坯表