连铸坯矫直区力学行为研究

摘要

掌握连铸坯在矫直区的力学行为是连铸矫直过程工艺制定及设备设计的基础。随着连铸拉坯速度的提高，现代连铸机设计已经普遍采用连续矫直或多点矫直技术。连铸坯在矫直区的力学行为也变得更加复杂，不能再用单点矫直条件下的简单的力学模型来进行描述。因此对连铸坯在矫直区的力学行为进行更深入的研究，建立起更精细化的矫直过程力学模型对矫直技术发展具有重要意义。
　　本文分析了矫直理论及其力学基础，结合生产实际，根据两种不同工况下铸坯的温度存在较大差异，变形机理的不同，为分析连铸坯矫直区力学行为建立了两种不同的模型和分析方法。
　　针对温度较低的坯头通过时情况，本文建立了矫直反力计算的弹塑性模型，即忽略铸坯蠕变，认为矫直完全依靠塑性变形完成。根据这一模型得到了多点矫直的矫直反力的解析算法，其方法是截取进入第一矫直区间的铸坯段作为隔离体，跟踪其运动，分析其变形，顺次建立该隔离体运动到各个矫直区间时的平衡方程，联立平衡方程求解即可。运用有限元软件对解析算法进行了验证，两者结果显示了一致性。
　　针对温度较高的正常浇铸情况，本文建立了矫直反力计算的粘弹性模型，即忽略铸坯塑性变形，认为矫直完全依靠蠕变变形完成。同样的，根据这一模型得到了多点矫直矫直反力的解析算法。针对某一实际的生产工况，分别采用解析法和有限元方法求解了矫直辊的矫直反力，结果显示了高度的一致性，证明了模型的有效性。
　　本研究的成果可供连铸机设计参考。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题的背景及意义

1.2 连铸技术的发展

1.3 矫直技术的发展与趋势

1.4 矫直区的力学行为研究现状

1.5 主要研究内容及方法

第2章矫直理论及矫直段设计计算

2.1 矫直理论

2.2 梁的弯曲理论

2.3连铸机矫直段设计计算

2.4 本章小结

第3章连铸坯材料本构模型

3.1 弹塑性本构模型

3.2 蠕变模型

3.3 本章小结

第4章 基于弹塑性理论的矫直反力计算

4.1 矫直区的工况

4.2 弹塑性条件下多点矫直矫直矫直反力计算

4.3 弹塑性模型的仿真验证

4.4 本章小结

第5章 基于粘弹性理论的矫直反力计算

5.1 铸坯矫直过程的粘弹性模型

5.2 有限元模拟及验证

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢