新型电渣熔合特厚板原料坯工艺有限元分析
发布时间：2021-04-22 16:37
随着大型船舶制造及海洋工程建设等装备制造产业的发展，特厚板作为其基础原材料的需求大幅度增加。在国内，一般厚度大于60mm的钢板称之为特厚板。在特厚板的生产过程中，为了保证其质量与性能，需要用轧机进行一定压缩比的轧制。因此，原料坯的质量对特厚板的质量起决定性作用，可以说特厚板技术的关键在于原料坯的制造。纵观国内市场，伴随着巨大的特厚板产能的同时，又由于不能制造大单重特厚原料坯，从而难以生产厚度大于150mm的特厚板。所以，开发新技术，对于生产厚度大于400mm，单重大于40吨的特厚板原料坯具有深远的现实意义。综合考虑国内外现有的特厚板原料坯的生产方式，宝钢中央研究院决定开拓创新，将电渣熔合技术作为开发新型低成本高质量的特厚板原料坯制造的技术基础。本文以ANSYS13.0有限元分析软件为平台，对电渣熔合特厚板原料坯的工艺过程进行探索研究。由于该工艺具有多相、多系统集成的复杂性，我们确定以热场、电场为基础，建立工艺生产过程中的温度场、电场模型，选择边界条件，计算体系在不同参数下的温度、电场分布状态。该研究旨在为新型电渣熔合特厚板原料坯生产提供理论依据，确定工艺流程的关键参数。研究成果对改进工...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
附件
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电渣冶金技术
1.2.1 电渣冶金概况
1.2.2 电渣冶金原理
1.2.3 电渣冶金的应用与发展
1.3 电渣冶金有限元分析的发展和研究现状
1.4 有限元分析简介
1.4.1 有限元方法概述
1.4.2 有限元分析的基本理论
1.4.3 有限元求解问题的基本步骤
1.4.4 大型有限元软件 ANSYS 介绍
1.5 课题来源、意义和主要研究内容
1.5.1 课题来源和意义
1.5.2 课题的主要研究内容
第二章 熔合过程 ANSYS 温度场、电磁场分析理论基础
2.1 引言
2.2 电磁场有限元分析理论
2.2.1 电磁学基础知识
2.2.2 电磁场有限元分析思想与方法
2.2.3 电磁场中计算处理与边界条件
2.3 温度场有限元分析理论
2.3.1 传热学基本知识
2.3.2 温度场有限元分析思想及方法
2.3.3 固态温度场计算处理与边界条件
2.4 本章小结
第三章 电渣熔合特厚板原料坯工艺二维有限元分析
3.1 引言
3.2 二维模拟分析过程
3.2.1 体系的热量分配
3.2.2 界定研究对象
3.2.3 模型中的参数与网格划分
3.2.4 模型中物性参数
3.2.5 初值与边界条件处理
3.2.6 求解设置
3.3 有限元分析结果
3.3.1 电磁场结果分析与讨论
3.3.2 温度场分析结果与讨论
3.4 本章小结
第四章 电渣熔合特厚板原料坯工艺三维有限元分析
4.1 模型分析前处理
4.2 有限元分析结果讨论
4.2.1 系统电场分析
4.2.2 系统温度场分析
4.2.3 分析结果及预测
4.3 补充说明
4.4 工艺改进
4.5 本章小结
第五章 结束语
5.1 主要工作与创新点
5.2 后续研究工作
参考文献
附录 1
附录 2
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]电渣冶金法生产大型钢锭综述[J]. 朱航宇,李正邦,王堇青. 铸造技术. 2012(03)
[2]Simulation of electro-slag re-melting process of 120t large ingot for nuclear power station and its application[J]. Liu Xihai1, Wang Junqing1, Jia Weiguo1, Gao Jianjun2, Zhao Lin2, and Tang Zuobin2 (1. School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China; 2. China First Heavy Industries, Qiqihar 161042, Heilongjiang, China). China Foundry. 2011(04)
[3]电渣冶金过程中氧含量变化的研究[J]. 杨海森,常立忠,朱航宇,刘吉刚,李正邦. 材料与冶金学报. 2011(S1)
[4]电渣冶金的发展历程、现状及趋势[J]. 李正邦. 材料与冶金学报. 2011(S1)
[5]电渣炉的种类、结构形式和选择方法[J]. 隋铁流. 材料与冶金学报. 2011(S1)
[6]焊接过程有限元分析[J]. 高耀东,何建霞,乔云芳. 北京大学学报(自然科学版). 2010(06)
[7]Calcination of Slags for Electroslag Remelting[J]. DONG Yan-wu1,2,JIANG Zhou-hua1,XIAO Zhi-xin1,LI Zheng-bang2(1.School of Materials and Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China;2.Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2010(08)
[8]氩气保护对低合金钢电渣重熔锭质量的影响[J]. 常立忠,杨海森,李正邦. 特殊钢. 2009(04)
[9]电渣重熔过程渣池流场的数学模拟[J]. 刘福斌,姜周华,臧喜民,耿鑫. 东北大学学报(自然科学版). 2009(07)
[10]Effect of Low-Frequency AC Power Supply During Electroslag Remelting on Qualities of Alloy Steel[J]. CHANG Li-zhong1,SHI Xiao-fang2,YANG Hai-sen1,LI Zheng-bang1(1.Department of Metallurgical Technology,Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China;2.School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2009(04)
硕士论文
[1]用有限元法分析焊接引起的钢结构变形[D]. 李娟.内蒙古科技大学 2010
本文编号：3154104
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
附件
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电渣冶金技术
1.2.1 电渣冶金概况
1.2.2 电渣冶金原理
1.2.3 电渣冶金的应用与发展
1.3 电渣冶金有限元分析的发展和研究现状
1.4 有限元分析简介
1.4.1 有限元方法概述
1.4.2 有限元分析的基本理论
1.4.3 有限元求解问题的基本步骤
1.4.4 大型有限元软件 ANSYS 介绍
1.5 课题来源、意义和主要研究内容
1.5.1 课题来源和意义
1.5.2 课题的主要研究内容
第二章 熔合过程 ANSYS 温度场、电磁场分析理论基础
2.1 引言
2.2 电磁场有限元分析理论
2.2.1 电磁学基础知识
2.2.2 电磁场有限元分析思想与方法
2.2.3 电磁场中计算处理与边界条件
2.3 温度场有限元分析理论
2.3.1 传热学基本知识
2.3.2 温度场有限元分析思想及方法
2.3.3 固态温度场计算处理与边界条件
2.4 本章小结
第三章 电渣熔合特厚板原料坯工艺二维有限元分析
3.1 引言
3.2 二维模拟分析过程
3.2.1 体系的热量分配
3.2.2 界定研究对象
3.2.3 模型中的参数与网格划分
3.2.4 模型中物性参数
3.2.5 初值与边界条件处理
3.2.6 求解设置
3.3 有限元分析结果
3.3.1 电磁场结果分析与讨论
3.3.2 温度场分析结果与讨论
3.4 本章小结
第四章 电渣熔合特厚板原料坯工艺三维有限元分析
4.1 模型分析前处理
4.2 有限元分析结果讨论
4.2.1 系统电场分析
4.2.2 系统温度场分析
4.2.3 分析结果及预测
4.3 补充说明
4.4 工艺改进
4.5 本章小结
第五章 结束语
5.1 主要工作与创新点
5.2 后续研究工作
参考文献
附录 1
附录 2
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]电渣冶金法生产大型钢锭综述[J]. 朱航宇,李正邦,王堇青. 铸造技术. 2012(03)
[2]Simulation of electro-slag re-melting process of 120t large ingot for nuclear power station and its application[J]. Liu Xihai1, Wang Junqing1, Jia Weiguo1, Gao Jianjun2, Zhao Lin2, and Tang Zuobin2 (1. School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China; 2. China First Heavy Industries, Qiqihar 161042, Heilongjiang, China). China Foundry. 2011(04)
[3]电渣冶金过程中氧含量变化的研究[J]. 杨海森,常立忠,朱航宇,刘吉刚,李正邦. 材料与冶金学报. 2011(S1)
[4]电渣冶金的发展历程、现状及趋势[J]. 李正邦. 材料与冶金学报. 2011(S1)
[5]电渣炉的种类、结构形式和选择方法[J]. 隋铁流. 材料与冶金学报. 2011(S1)
[6]焊接过程有限元分析[J]. 高耀东,何建霞,乔云芳. 北京大学学报(自然科学版). 2010(06)
[7]Calcination of Slags for Electroslag Remelting[J]. DONG Yan-wu1,2,JIANG Zhou-hua1,XIAO Zhi-xin1,LI Zheng-bang2(1.School of Materials and Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China;2.Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2010(08)
[8]氩气保护对低合金钢电渣重熔锭质量的影响[J]. 常立忠,杨海森,李正邦. 特殊钢. 2009(04)
[9]电渣重熔过程渣池流场的数学模拟[J]. 刘福斌,姜周华,臧喜民,耿鑫. 东北大学学报(自然科学版). 2009(07)
[10]Effect of Low-Frequency AC Power Supply During Electroslag Remelting on Qualities of Alloy Steel[J]. CHANG Li-zhong1,SHI Xiao-fang2,YANG Hai-sen1,LI Zheng-bang1(1.Department of Metallurgical Technology,Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China;2.School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2009(04)
硕士论文
[1]用有限元法分析焊接引起的钢结构变形[D]. 李娟.内蒙古科技大学 2010
本文编号：3154104
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3154104.html
