检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：高超辽宁科技大学

学位级别：硕士

热轧H型钢控制冷却过程中的数值模拟经过长期的发展取得了很大的进展,但是在理论研究和工业应用方面仍然存在着很多复杂的问题:加热冷却过程中,工件表面与介质间发生强烈的换热,表面综合换热系数受工况影响较大,工件与冷却介质的状态不... 详细信息

热轧H型钢控制冷却过程中的数值模拟经过长期的发展取得了很大的进展,但是在理论研究和工业应用方面仍然存在着很多复杂的问题:加热冷却过程中,工件表面与介质间发生强烈的换热,表面综合换热系数受工况影响较大,工件与冷却介质的状态不同、接触方式不同,即便是同一零件不同表面的换热系数都会有差异。如何准确的确定表面综合换热系数,对提高H型钢的加热冷却过程数值模拟的精度,控制和保证H型钢的轧制质量具有重要的意义。本文首先采用集总参数法和有限元Ansys模拟分析,验证了实验用圆柱型Q235探头符合一维瞬态传热,确保了它和H型钢的一维瞬态保持一致;其次利用圆柱Q235结构钢为探头,进行加热和三种冷却方式(水冷、空冷、喷雾冷却)下的温度曲线采集的实验,利用真彩无纸记录仪和仪表上位机管理软件获得其近表面热实测数据文件,将实验数据导入到Matlab中,并对实验数据进行拟合;再次采用非线性估算法,利用Matlab软件进行迭代编程,得到加热和三种冷却方式下的综合换热系数曲线;最后利用Ansys有限元软件建立加热和冷却过程的变物性、非稳态温度场的有限元模型,换热系数采用前述实验所得数据,对实验结果进行验证。该模型全面考虑了变热物性、相变潜热、相变动力学原理等综合因素的影响。并取部分节点研究其温度变化以及沿路径应力场的变化,得到了在实验数据基础上的新的H型钢温度场和应力场的变化规律。采用控冷新技术将对传统的型材生产工艺进行改造,对H型轧后控冷换热规律的研究是进一步提高控冷数值模拟精度和水平的关键性问题,对国民经济发展、资源合理利用,具有非常现实和深远的意义。

关键词： H型钢换热系数温度场非线性估算法数值模拟

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表面综合换热系数的热传导反算方法研究

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一重技术 2017年第5期 8-12页

作者：屈磊一重集团大连工程技术有限公司工程师辽宁大连116600

详细介绍了非线性估算的计算模型和原理,并采用Matlab软件进行编程。为验证非线性估算法的准确性,以淬火热处理为例,采用预设的表面综合换热系数计算工件的瞬态温度场,得到反算所需的测温点降温数据,并将反算结果与预设的换热系数值进... 详细信息

详细介绍了非线性估算的计算模型和原理,并采用Matlab软件进行编程。为验证非线性估算法的准确性,以淬火热处理为例,采用预设的表面综合换热系数计算工件的瞬态温度场,得到反算所需的测温点降温数据,并将反算结果与预设的换热系数值进行比较。研究表明,非线性估算法可以准确计算出实际换热系数的变化趋势,且两者的数值也较为接近。而且,用反算的换热系数计算得到测温处的降温曲线与实际降温曲线的拟合度较高,进一步证明了非线性估算法的准确性。

关键词：表面综合换热系数热传导反问题非线性估算法

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铝合金熔模精密铸造界面换热系数测量

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铸造 2014年第10期63卷 1010-1013,1018页

作者：邵珩罗志辉李岩赵亚利南海许庆彦清华大学材料学院先进成形制造教育部重点实验室北京100084 北京航空材料研究院北京100095

熔模精密铸造对于铸件近净成形具有重要意义,但目前鲜见对其铸件-铸型界面换热系数的相关研究。本试验在一维传热模型中采用非线性估算法对工业纯铝在熔模铸造过程中与型壳的换热行为进行了研究,分析结果表明:在凝固前期,铸件与型壳之... 详细信息

熔模精密铸造对于铸件近净成形具有重要意义,但目前鲜见对其铸件-铸型界面换热系数的相关研究。本试验在一维传热模型中采用非线性估算法对工业纯铝在熔模铸造过程中与型壳的换热行为进行了研究,分析结果表明:在凝固前期,铸件与型壳之间的热流密度基本不变,而界面换热系数随两者温差减小而增大;凝固中期,界面换热系数随着整体固相分数增加而线性下降;凝固后期,界面换热系数下降变得十分缓慢。将在一维模型中反求得到的界面换热系数应用到三维铸件模型中,得到的模拟温度与实测温度基本吻合,证明通过一维模型与非线性估算法求取的界面换热系数比较准确,有望在铝合金精密铸造温度模拟中得到应用。

关键词：熔模铸造界面换热系数非线性估算法铝合金

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典型件控冷过程综合换热及其应用

典型件控冷过程综合换热及其应用

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作者：李红娟燕山大学

学位级别：硕士

钢板和轴在工程中是应用较多的典型件，在轧制后通常会采用控制冷却技术进行后处理，不同的冷却速率会引起钢板和轴组织的不同转变，从而最终影响钢板和轴的力学性能。影响冷却速率的一个重要参数是表面综合换热系数，因此钢板和轴在控... 详细信息

钢板和轴在工程中是应用较多的典型件，在轧制后通常会采用控制冷却技术进行后处理，不同的冷却速率会引起钢板和轴组织的不同转变，从而最终影响钢板和轴的力学性能。影响冷却速率的一个重要参数是表面综合换热系数，因此钢板和轴在控制冷却的过程中表面综合换热系数是历来研究的重点内容。本文针对钢板和轴的表面综合换热系数展开研究。目前求解表面综合换热系数的方法很多，但与其他方法相比，反传热法更精确，因此，为了获得钢板和轴的表面综合换热系数，采用了反传热法。本文以板试件和轴试件为研究对象，分别对其进行加热、空冷、水冷实验，获得相应条件下的温度曲线。然后根据反传热法、非线性估算法和有限差分法，并考虑了相变潜热的影响，获得了板试件和轴试件在加热、空冷、水冷工况下的表面综合换热系数。为了验证表面综合换热系数的准确性，选取不同的板试件和轴试件进行加热、空冷、水冷三种工况下的实验，然后利用大型有限元软件，依据所求得的表面综合换热系数建立验证用板试件和轴试件在加热、空冷、水冷条件下的有限元模型，模拟相应工况下的温度场。根据获得的表面综合换热系数，本论文最后对实例钢板加热、空冷、水冷三种工况下的温度场和热应力场进行了模拟预测。

关键词：控制冷却表面综合换热系数数值模拟非线性估算法温度场

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异形断面型钢加热冷却换热规律及试验研究

异形断面型钢加热冷却换热规律及试验研究

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作者：张庆磊燕山大学

学位级别：硕士

异形断面型钢由于其截面形状复杂，使得在加热冷却过程中各部分的温度变化也各不相同。冷却过程不同冷却速度会产生不同的组织性能和残余应力等问题，这也增加了异形断面型钢热处理研究的困难。因此对其研究具有重要的理论和实际意义。... 详细信息

异形断面型钢由于其截面形状复杂，使得在加热冷却过程中各部分的温度变化也各不相同。冷却过程不同冷却速度会产生不同的组织性能和残余应力等问题，这也增加了异形断面型钢热处理研究的困难。因此对其研究具有重要的理论和实际意义。热处理过程的计算机模拟是当今处理过程研究和热处理工艺设计中必不可少的重要研究方法。因加热冷却过程影响因素众多，边界条件复杂，一直是热处理过程计算机模拟的薄弱环节。对异形断面型钢件加热冷却过程换热规律的计算机模拟，更是对减少能源消耗、提高工件性能、减少变形和开裂，控制和保证质量具有重要的意义。本文研究并设计了圆柱奥氏体不锈钢探头，运用多功能可控热处理实验设备进行了空冷、喷雾、水淬、油淬四种冷却工况下冷却曲线以及加热过程温度曲线的实测，根据反传热法和非线性估算，对综合换热系数进行求解。从而解决了换热系数影响因素多，求解困难的难题。加热冷却过程是一个复杂耦合的高度非线性问题，本文充分考虑了试件瞬态问题、相变潜热问题、变热物性参数问题，通过***有限元软件建立了钢轨加热冷却过程的有限元计算模型。并取部分节点研究其温度变化，通过试验数据对模型进行了验证，证明模型的可靠性。异形断面型钢种类繁多,而该数值模型对研究和分析其他异型断面型钢在加热冷却过程中的温度场和进一步分析异形断面型钢的淬透层深度、预报产品的组织性能、残余应力的分布等方面有重要的实践指导意义。并为异形断面型钢的热处理工艺的合理制定提供了有效的理论依据。为实现加热冷却过程的智能化打下基础。

关键词：异形断面型钢加热冷却过程换热系数温度场数值模拟非线性估算法

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金属型铸造凝固过程铸件/铸型界面换热系数的研究

金属型铸造凝固过程铸件/铸型界面换热系数的研究

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作者：竹励萍天津理工大学

学位级别：硕士

在铸造传热过程中,铸件冷却凝固体积缩小,而铸型受热体积膨胀,这样在铸件/铸型接触面之间产生空隙,使得热传递不能达到理想的状态,造成铸件?铸型界面两侧的温度间断,产生热阻。热阻的倒数定义为界面换热系数(又称界面传热系数)。在有限... 详细信息

在铸造传热过程中,铸件冷却凝固体积缩小,而铸型受热体积膨胀,这样在铸件/铸型接触面之间产生空隙,使得热传递不能达到理想的状态,造成铸件?铸型界面两侧的温度间断,产生热阻。热阻的倒数定义为界面换热系数(又称界面传热系数)。在有限元数值模拟中,通常用界面换热系数表示热阻对界面热传递的影响。在金属型铸造中,铸件/铸型界面形成间隙,往往成为凝固传热的控制因素。因此,界面换热系数在计算机凝固模拟时既是重要的物性参数,也是必备的边界条件,它对模拟精度产生重要影响。本文自行设计了金属型铸造的试验方案并进行了测温试验,以测得的铸件/铸型界面温度为基础,采用有限元分析软件ANSYS对金属型铸造凝固过程的温度场进行了数值模拟分析,基于非线性估算法对金属型铸造凝固过程的界面换热系数进行了求解。主要研究工作如下: 1、设计并实施了金属型铸造测温试验,得到了铸件/铸型界面不同位置的温度值,采取了一系列措施保证了试验数据的精度,提高了反问题解的抗不适定性;2、针对热阻对模拟精度的影响,以测得的温度数据为基础,利用ANSYS软件,分别对同一铸造凝固过程的不同铸型厚度的温度场进行模拟分析,进而判定接触热阻的存在对温度场分布的影响;在考虑界面热阻情况下,采用不同界面换热系数对铸造凝固过程的温度场进行计算,对比分析了模拟结果与试验结果,表明界面换热系数不能视为常数且取值大小直接影响温度场的模拟精度;3、由于铸型厚度会影响表面散热状况,探索出了铸型厚度对界面换热系数影响规律;同时研究了铸件/铸型接触的空间位置对传热的影响,分别模拟计算了空间接触位置不同的温度场分布规律并进行了对比分析;4、在反问题数学模型的基础上,利用“非线性估算法”求解了界面换热系数,结合ANSYS软件、非线性估算法和最小二乘法得出界面换热系数随时间变化的规律;建立了铸型厚度、空间接触位置等界面换热系数有关时间的数学模型,并用于温度场的计算,最后将模拟结果与试验结果进行了对比分析,发现了它们之间的内在规律,得到了较高的模拟精度,为研究金属型铸造界面换热系数提供了一种可行的方法。

关键词：界面换热系数金属型铸造有限元分析温度场非线性估算法

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金属铸造过程界面传热系数的测定

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天津理工大学学报 2009年第1期25卷 63-66页

作者：竹励萍陈玲天津理工大学机械工程学院天津300384

通过采集金属铸造过程中铸件/铸型界面上温度的变化曲线,利用有限元分析软件ANSYS模拟了金属铸造凝固过程的温度场,采用非线性估算法,求解了以铝合金为铸件材料的铸件/铸型间的界面传热系数,发现了该界面传热系数随时间的变化规律.计算... 详细信息

通过采集金属铸造过程中铸件/铸型界面上温度的变化曲线,利用有限元分析软件ANSYS模拟了金属铸造凝固过程的温度场,采用非线性估算法,求解了以铝合金为铸件材料的铸件/铸型间的界面传热系数,发现了该界面传热系数随时间的变化规律.计算结果表明:在金属铸造过程中,铸件-铸型界面传热系数随着凝固时间的增加迅速下降,随后下降变得缓慢,凝固结束后趋于稳定.铸型厚度增大对界面传热系数有很大影响,随着铸型厚度的增加,界面传热系数减小.

关键词：金属铸造过程有限元温度场非线性估算法界面传热系数

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轴类锻件热处理工艺模拟及试验研究

轴类锻件热处理工艺模拟及试验研究

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作者：孙剑亭燕山大学

学位级别：硕士

淬火过程的计算机模拟是当今淬火过程研究和淬火工艺设计中必不可少的重要研究方法。因淬火过程影响因素众多,边界条件复杂,一直是淬火过程计算机模拟的薄弱环节。因此对其研究具有重要的理论和实际意义。对大型锻件淬火过程的计算机模... 详细信息

淬火过程的计算机模拟是当今淬火过程研究和淬火工艺设计中必不可少的重要研究方法。因淬火过程影响因素众多,边界条件复杂,一直是淬火过程计算机模拟的薄弱环节。因此对其研究具有重要的理论和实际意义。对大型锻件淬火过程的计算机模拟,更是对提高工件性能、减少变形和开裂,控制和保证质量具有重要的意义。本文研究并设计了平板奥氏体不锈钢探头,运用多功能可控热处理实验设备进行了空冷、喷气、喷雾、水淬、油淬等五种冷却工况下冷却曲线的实测,根据反传热法和非线性估算法对综合换热系数进行求解,从而解决了换热系数影响因素多,求解困难的难题。淬火过程是一个复杂耦合的高度非线性问题,本文充分考虑了淬火试件瞬态问题、相变潜热问题、变热物性参数问题、以及温度场、显微组织场和内应力场相互耦合问题,通过DEFORM有限元软件建立了淬火过程的有限元计算模型。并通过试验对模型进行了验证,证明模型的可靠性。根据该有限元模型模拟了轴类件五种冷却工况下的温度场分布,研究了三种典型冷却工况下的热处理应力场和残余应力场分布,分析了淬火试件组织场分布和淬透层深度,为进一步深入研究组织和淬透层深度预测打下了良好的基础。该数值模型对研究和分析大锻件任一时刻、任一位置的温度、组织和应力的变化情况和进一步分析大锻件的淬透层深度、预报产品的组织性能、残余应力的分布等方面有着重要的实践指导意义。并为大型锻件的热处理工艺的合理制定提供了有效的理论依据。为实现淬火过程的智能化打下基础。

关键词：淬火过程换热系数温度场组织场应力场数值模拟非线性估算法

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热传导反算模型的建立及其在求解界面热流过程中的应用

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金属学报 2007年第6期43卷 607-611页

作者：郭志鹏熊守美曺尚铉崔正吉清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室北京100084 韩国生产技术研究院新材料研究开发中心

基于热传导反算中的非线性估算法,建立了求解界面热流及换热系数的数学模型,并在此基础上开发了热传导反并程序．通过在网格边界上施加三角形热流,求解出网格内部不同位置点的温度变化曲线,然后以求解出的温度为输入数据,利用反算程序... 详细信息

基于热传导反算中的非线性估算法,建立了求解界面热流及换热系数的数学模型,并在此基础上开发了热传导反并程序．通过在网格边界上施加三角形热流,求解出网格内部不同位置点的温度变化曲线,然后以求解出的温度为输入数据,利用反算程序求解出界面热流,通过对比求解的热流和实际的热流,验证了该模型的准确性．同时本文还分析了测温传感器的滞后、热流形状、计算参数、采样频率以及测温点离表面的距离对于计算结果的影响,并且针对相关问题提出了解决方案．

关键词：非线性估算法界面换热热传导反算

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大型轧辊热处理工艺模拟及其实验研究

大型轧辊热处理工艺模拟及其实验研究

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作者：李广睿燕山大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的迅速发展和人们对淬火质量的要求越来越高,淬火过程的计算机模拟越来越受到人们的重视,已成为当今淬火过程研究和淬火工艺设计中必不可少的重要方法。对大型锻件淬火的热处理模拟,更是对提高工件性能、减少变形和开裂,... 详细信息

随着计算机技术的迅速发展和人们对淬火质量的要求越来越高,淬火过程的计算机模拟越来越受到人们的重视,已成为当今淬火过程研究和淬火工艺设计中必不可少的重要方法。对大型锻件淬火的热处理模拟,更是对提高工件性能、减少变形和开裂,控制和保证质量有着重要的意义。本文设计并加工出可以进行空冷、气冷、喷雾、水淬、油淬等多种工况且冷却速度可控的热处理工艺试验设备,为进行轴类和板类试件的热处理试验提供一个冷却速度可控的试验平台。利用此试验设备进行了空冷和喷雾两种工况的热处理试验。在试验的基础上,通过对表面温度变化曲线,运用非线性估算法对综合对流换热系数进行求解,从而解决了换热系数影响因素多,求解困难的问题。在充分考虑淬火试件瞬态问题、相变潜热问题、热物性参数与温度的关系以及温度场、显微组织场和内应力场相互作用的情况下,通过DEFORM有限元软件建立淬火过程的有限元计算模型。并通过试验对模型进行验证。该数值模型对热处理的研究由定性研究转化到了定量研究,为分析大型轧辊锻件温度场、显微组织和内应力场之间的关系、分析淬透层厚度、预报产品的组织性能、残余应力等方面具有重要的实践指导意义,为大型锻件的热处理生产工艺的合理制定提供了有效的理论依据。

关键词：淬火过程大锻件温度场数值模拟非线性估算法

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