高速线材轧制温度及组织相变预报系统的研究

摘要

随着现代科学技术的进步，线材生产追求的是对产品内部微观组织和最终性能的更为精确的把握。轧制过程中，线材温度是直接影响轧机负荷合理分配、最终产品尺寸精度及组织性能的重要因素之一；而组织相变对温度的影响亦不容忽视。因此，结合线材的组织相变，在整个轧制线上准确预报线材的温度变化和最终的组织分布，是有效提高产品质量水平的重要基础，本文将对高速线材轧制温度及组织相变预报展开研究。
　　首先，基于轧件断面形状的不同，进行合理简化，分别推导了平面二维导热微分方程和无限长圆柱的一维导热微分方程，并在此基础上采用有限差分方法对其进行处理，得到相应的差分方程，建立了基本的温度计算模型。
　　其次，根据线材在粗、中轧及预精轧机组内，精轧机组内以及机架间隙的轧制情况的不同，分别确定了各自的边界条件；并分析了水冷段的传热情况，按照水冷箱内、外，喷嘴开启与否的不同，分别确定了各自的换热系数，建立了水冷温度模型。
　　再次，确定了风冷阶段各种组织发生转变的相平衡温度，利用孕育期的可加性原理确定了相变开始的准确温度，并与温度耦合计算了组织转变量、相变潜热以及温度分布，建立了风冷阶段温度与相变的耦合模型。
　　最后，利用MATLAB平台编写了预报系统的程序，并充分利用其GUI强大的界面编辑功能完成界面编写，实现了预报系统的人机交互功能，并通过将计算实例的预报结果与实测值进行对比，验证了系统预报的准确性。

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第1章 绪论

1.1 高速线材轧制技术的概述

1.2 高速线材轧制温度的研究意义和现状

1.3 组织相变行为的研究意义和现状

1.4 课题研究的内容及意义

第2章 基于不同断面形状的传热基本模型的建立及分析

2.1 传热学基本理论

2.2 高速线材轧制温度导热微分方程的建立

2.3 有限差分分析

2.4 本章小结

第3章 高速线材轧制段温度场模型的建立

3.1 粗中轧及预精轧机组的温度计算模型

3.2 精轧机组段的温度计算模型

3.3 线材在各机架间的温度计算模型

3.4 本章小结

第4章 轧后控冷段温度模型及相变模型的建立

4.1 高速线材轧制水冷段的温度计算模型

4.2 高速线材风冷段的温度及相变耦合模型的建立

4.3 本章小结

第5章 预报系统的设计与开发

5.1 预报系统的开发环境

5.2 预报系统的程序编译流程

5.3 预报系统的界面设计

5.4 计算实例

5.5 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

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