基于ABAQUS二次开发功能的板带热连轧机组模拟轧钢系统开发

发布时间：2017-09-23 15:25

  本文关键词：基于ABAQUS二次开发功能的板带热连轧机组模拟轧钢系统开发

  更多相关文章： 热连轧 数值模拟 热-力耦合 二次开发 Python

【摘要】：带钢热连轧轧制过程中,轧制精度受到外界波动因素影响较大,对因素的定性、定量化研究显得尤为重要。多种类、变参量因素及其之间的耦合作用,导致整个轧制过程中的变形原理、载荷约束边界条件等复杂化。目前多采用有限元计算方法对上述因素的影响进行仿真研究,但大多局限于阐述复杂加工过程中的变形原理及变形规律。然而,未全面考虑到有限元软件自身的分析缺陷,如对使用者专业理论知识要求较高、前处理器建模繁琐、后处理分析信息提取不便等。并且,基于现场调试与实测数据归纳出的轧制规律具有明显的应用局限性,多偏向于定向、单一变量描述。针对前面描述的问题,本文依托于ABAQUS有限元软件,结合Python程序语言,对带钢热连轧轧制过程进行二次开发,构建了一套较为完整的轧钢模拟系统,具体研究手段为:考虑到带钢热连轧轧制过程中的材料非线性和几何非线性,基于大型商业有限元软件ABAQUS/Explicit,采用热-力耦合刚塑性有限元方法,建立了立轧-水平轧制、连轧精轧仿真模型;利用Python程序语言制定内核程序,实现内核程序与GUI用户图形界面之间的通信,创建带钢热连轧轧制过程的模拟轧钢系统,用户只需在系统界面选择或者输入所关心的参变量,便能实现前处理模型的创建、作业提交及后处理数据访问功能的自动化;通过调试某钢厂所提供的1549热连轧生产数据,对不同来料规格进行仿真模拟。本文开发的针对于整个热连轧过程的轧钢模拟系统,能有效提高产品的制备精度,对机理模型的创建过程进行了有效简化,缩短了带钢的工艺开发周期,降低了生产成本,为轧制规程的制定提供了理论依据。
【关键词】：热连轧 数值模拟 热-力耦合 二次开发 Python
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG335.5
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 带钢有限元仿真技术的研究现状10-12
• 1.3 有限元软件ABAQUS的二次开发现状12-13
• 1.4 选题意义13-14
• 1.5 本文研究的主要内容14-15
• 第二章 带钢热连轧仿真系统的理论基础15-32
• 2.1 ABAQUS/CAE简介15-17
• 2.1.1 ABAQUS的分析步骤15-16
• 2.1.2 ABAQUS中的系统文件16-17
• 2.2 非线性分析17-20
• 2.2.1 ABAQUS/Standard隐式非线性求解器18-19
• 2.2.2 ABAQUS/Explicit显式非线性求解器19-20
• 2.3 ABAQUS热力耦合分析理论基础20-26
• 2.3.1 引言20
• 2.3.2 传热学基础知识20-21
• 2.3.3 传热学公式21-26
• 2.3.3.1 辐射传热21-23
• 2.3.3.2 对流换热23-25
• 2.3.3.3 传热分析函数25-26
• 2.4 ABAQUS求解传热问题26-27
• 2.5 ABAQUS软件的二次开发的理论基础27-31
• 2.5.1 Python语言27-28
• 2.5.2 ABAQUS脚本接28-30
• 2.5.3 ABAQUS GUI Toolkit的使用方式30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 1549板带热连轧机组模拟轧钢系统的开发32-56
• 3.1 模拟轧钢系统框架结构设计与程序管理32-33
• 3.2 模拟轧钢系统的设计33-52
• 3.2.1 前处理模型的创建及内核命令33-39
• 3.2.2 用户图形界面（GUI）39-46
• 3.2.2.1 GUI与内核程序之间的通信39-40
• 3.2.2.2 用户图形界面代码40-44
• 3.2.2.3 方法介绍44-46
• 3.2.3 前处理模块图形用户界面的建立46-50
• 3.2.4 后处理模块图形用户界面的创建50-52
• 3.2.4.1 后处理模块的二次开发原理、步骤50-51
• 3.2.4.2 后处理模块内核设计、界面建立51-52
• 3.3 1549热连轧机组模拟轧钢系统的使用简介52-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第四章 1549板带热连轧机组模拟轧钢系统的验证56-70
• 4.1 验证数据来源56-57
• 4.2 仿真系统模拟结果与实验结果的对比分析57-69
• 4.2.1 应力场分析57-64
• 4.2.1.1 轧制完成后轧件的板形变化57-59
• 4.2.1.2 板坯的出.厚度59-62
• 4.2.1.3 轧件应力的对比分析62-64
• 4.2.2 温度场分析64-69
• 4.2.2.1 轧件温度场的对比分析64-67
• 4.2.2.2 轧辊温度场的对比分析67-69
• 4.3 本章小结69-70
• 结论与展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77-78

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本文编号：906014