Thermal contact conductance at continuous roll-casting interface

The effects of surface roughness, strain rate, friction coefficient and pressure on real contact area were analyzed based on the research of Stupkiewicz. The real contact area model taking account of the effect of friction and deformation of material was obtained. The model of contact conductance at the rolling interface was obtained by integrating the specific feature of heat transfer through the interface of continuous roll-casting. The results indicate that the real contact area increases obviously when the material is under yield, and the real contact area varies inversely with surface roughness, whereas it varies exponentially with friction coefficient, strain rate and pressure, and the power factor depends on strain rate.     

连续铸轧过程中的热-力耦合模型及数值计算

提出了具有强温变耦合特性的界面接触热导模型,采用第三类边界条件对铸轧过程中铸坯和铸轧辊辊套的温度场和轧制力分布进行了仿真,仿真结果与实测数据比较吻合。     

基于MSC Marc软件平台的铸轧辊辊型三维有限元仿真

基于大型非线性有限元分析软件MSC Marc,建立连续铸轧三维热力耦合的数学模型和物理模型,同时考虑轧辊的热辊型和力辊型,采用铝高温本构关系和接触热阻数值模型,建立铸轧过程复杂的边界条件和热接触条件,并用Fortran语言对MSC Marc进行二次开发;模拟现场工艺变化规律,采用非均匀入口温度场,仿真得到轧辊在稳定铸轧状态下的辊型曲线;最后通过现场工业试验,验证模型算法和结果的正确性.     

界面接触热导对铸坯出口温度的影响

将铸轧区分成结晶区和轧制区两段, 分析了结晶区和轧制区的界面接触热导对铸坯出口温度的影响。结果表明:当轧制区接触热导在1～3 W/(cm²·K)区间变化、结晶区接触热导在0.1～0.5W/(cm²·K)区间变化时, 提高接触热导对降低铸坯出口温度、提高铸轧速度有显著作用;而且在高速轧制时提高结晶区接触热导, 低速轧制时提高轧制区接触热导, 更有利于实现高速轧制。     

超声对7050铝合金凝固组织影响的数值模拟

采用Procast-CAFE模块,建立了7050铝合金形核和晶粒生长的数学模型,模拟了7050铝合金在不同功率超声作用下组织的演化过程。结果表明,随着超声功率增大,熔体形核率增大,晶粒细化效果更好,组织分布更均匀,平均晶粒尺寸更小。模拟结果与试验结果符合。     

铝合金大铸锭半连铸过程的热应力数值模拟

利用大型有限元软件MSC. MARC建立了直径为550 mm的7050铝合金大铸锭的半连续铸造热一力耦合有限元模型,考虑了凝固时结晶潜热的影响,给出了半连铸过程复杂的边界条件,分别对不同铸造速度和铸造温度下的温度场、应力场进行了模拟分析.结果表明:半连续铸造过程中,铝圆锭外层受压应力、心部受拉应力;铸造速度对应力影响较大;提高铸造速度与铸造温度使铝锭产生裂纹的倾向性增大.     

基于转子串电阻调速的起重机升降过程动态特性研究

根据起重机起升系统的结构特征与负载特性,研究了起重机起升电动机在转子串电阻调速方式下电动机转速与串电阻及负载之间的关系,并采用Matlab/SimPowerSystems对其进行了仿真分析,得出了起重机串电阻调速控制方式下,1~4挡与负载速度以及电机转矩的动态特性。     

超声铸造工具杆端面优化设计及模态分析

基于原工具杆,根据Snell定律,综合考虑半连铸时的金属液穴形状、声强度分布及声能利用率,对其端面进行优化,研究并设计了一种新的适合铝合金超声铸造的工具杆,利用有限元方法,采用MSC.Marc软件分析工具杆的共振模态.对比优化前后工具杆的纵向振动频率,发现两者几乎相等,从而验证了设计的准确性,满足匹配要求.优化后的工具杆可以和原振动系统匹配使用,且符合半连铸工况,工作性能良好.     

运动滑板数学模型的建立及动力学分析

针对运动滑板前轴与后轴相对于枢轴线旋转的结构,采用微量旋转理论,得到滑板面倾斜角度与车轮旋转角度的函数关系,建立了滑板刚柔耦合多体动力学仿真模型。利用仿真软件ADAMS得到各轮轴旋转角度与板面旋转角度随时间的变化曲线,对比函数关系式与仿真结果,验证了动力学模型的可行性。     

周期性热冲击条件下铸轧辊辊套温度场仿真

根据连续铸轧过程中铸轧辊辊套的实际工况,对铸轧辊辊套在受到铸坯周期性热冲击情况下温度分布规律进行了仿真分析,得到了在考虑铸轧辊辊套与铸坯接触界面热导时,铸轧辊辊套在不同铸轧速度时的稳态温度分布规律。