热轧大型H型钢控冷参数的优化

发布时间：2017-09-17 08:26

  本文关键词：热轧大型H型钢控冷参数的优化

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【摘要】：为了使Q235钢的力学性能达到合金钢的性能,也为了降低H钢在冷却过程中存在较大的残余应力和提高H型钢断面组织均匀性,对H型钢进行控制冷却是十分必要的。以材质为Q235的大型H型钢为研究对象,利用GLEEBLE-3500热模拟机分析不同冷却速度对相变温度的影响。我们需要在控冷的过程中同时控制奥氏体的再结晶过程和其后的晶粒长大过程,也要控制之后的冷却速度。为了获得较好的相变组织以改善钢的性能,我们采用了细化晶粒和析出强化的方法。以有限元和传热学为基础,建立将传热与变形完全耦合的三维有限元模型,研究了H型钢在经热轧后的冷却过程。由于H型钢冷却过程中各个部位的冷却程度并不相同,所以在水冷阶段对H型钢不同部位施加不同的对流换热系数,模拟真实的水冷过程,提出了三种不同的控冷方案,并对方案进行温度场数值模拟,最终得到合理的控冷时间,这样断面温差比较小。采用有限元ANSYS分析软件模拟H型钢三种控冷方案中应力/应变场的变化,分析了温度场中的温差变化对应力的影响、冷却过程中的最大变形程度。用有限元和遗传算法相结合的优化方法对H型钢的冷却参数进行优化。使控冷后的H型钢断面组织均匀,综合机械性能提高。
【关键词】：大型H型钢 控制冷却 有限元和遗传算法 参数优化 均匀组织
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG335.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 文献综述9-17
• 1.1 H型钢控制冷却的发展状况9-12
• 1.1.1 国外控制冷却技术的研究现状9-10
• 1.1.2 国内控制冷却技术的研究现状10-12
• 1.2 控制冷却的相关理论12-14
• 1.2.1 控制冷却的概念12
• 1.2.2 控制冷却的过程12-13
• 1.2.3 控制冷却的作用13
• 1.2.4 控制冷却方式的选择13-14
• 1.3 课题研究的内容14-15
• 1.4 课题研究的现实意义15-17
• 第2章H型钢控制冷却基本理论分析17-32
• 2.1 ANSYS有限元软件的简介17-18
• 2.2 ANSYS有限元热模拟原理18
• 2.3 温度场理论18-26
• 2.3.1 传热学概述及方法18-20
• 2.3.2 瞬态传热非线性热分析温度场20-21
• 2.3.3 温度场模型的建立21-23
• 2.3.4 温度场传热问题求解23-26
• 2.4 应力/应变场理论26-31
• 2.4.1 热弹性有限元基本原理26-28
• 2.4.2 热弹塑性问题28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章H型钢控制冷却对组织性能影响32-39
• 3.1 实验目的及方案32-34
• 3.2 显微组织观察及结构分析34-37
• 3.2.1 静态连续冷却过程中相变组织特征分析34-36
• 3.2.2 静态CCT曲线的分析36-37
• 3.3 终冷温度对力学性能的影响37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章H型钢不同冷却强度温度场分析39-51
• 4.1 H型钢热物性参数的选择39
• 4.2 H型钢有限元模型的建立39-40
• 4.3 H型钢有限元模型载荷的加载40-41
• 4.4 H型温度场模拟结果及分析41-50
• 4.4.1 H型钢有限元空冷过程温度场模拟结果及分析41-42
• 4.4.2 H型钢有限元轧后控冷过程温度场模拟结果及分析42-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章H型钢控冷过程的应力"应变场分析51-56
• 5.1 H型钢控冷应力"应变的方案设定51
• 5.2 H型钢控冷应力"应变的模拟分析结果51-55
• 5.3 本章小结55-56
• 第6章H型钢控冷过程的优化56-61
• 6.1 遗传算法和有限元相结合的优化方法56-58
• 6.2 H型钢控冷过程的优化分析58-60
• 6.2.1 H型钢建模数据的选择58
• 6.2.2 H型钢控冷过程的优化结果58-59
• 6.2.3 优化前后温度场与应力/应变场对比分析59-60
• 6.3 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 导师简介67-68
• 作者简介68-69
• 学位论文数据集69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 钱振声;鞍钢厚板厂控制冷却装置的改造方案[J];鞍钢技术;1999年11期

2 孙决定,丁世学;控制冷却技术在中厚板生产中的应用[J];钢铁研究;2005年02期

3 钱振声,高波;控制冷却用的几种喷流方式及使用效果[J];宽厚板;2001年05期

4 王笑波,王仲初,柴天佑;中厚板轧后控制冷却技术的发展及现状[J];轧钢;2000年03期

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本文编号：868350