基于有限元法的雙輥鑄軋熔池溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)仿真.pdf

1、雙輥鑄軋薄帶鋼過(guò)程是一個(gè)鋼水在30s內(nèi)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程。由于熔池內(nèi)溫度梯度較大，溫度分布復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)空間狹小，難以實(shí)時(shí)獲得熔池內(nèi)各點(diǎn)的溫度。針對(duì)上述問(wèn)題，采用有限元法對(duì)雙輥鑄軋薄帶鋼過(guò)程中的溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真研究，主要工作如下：
　　(1)對(duì)熔池內(nèi)鋼水的傳熱特性進(jìn)行分析，確定熔池的邊界條件，給出對(duì)凝固潛熱以及鑄輥和熔池之間的導(dǎo)熱系數(shù)等關(guān)鍵問(wèn)題的處理方法。
　　(2)針對(duì)熔池模型的幾何特征和流動(dòng)特性，基于柵格法采用六面體單元對(duì)熔

2、池溫度場(chǎng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用單位化雅可比矩陣行列式對(duì)生成的網(wǎng)格進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)不符合有限元分析的單元采用節(jié)點(diǎn)平滑和拓?fù)潢P(guān)系優(yōu)化兩種方法對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量?jī)?yōu)化，將單元的雅可比矩陣行列式值由負(fù)值提高到0.2以上，有效改善了邊界單元質(zhì)量。
　　(3)基于有限單元法，采用Galerkin加權(quán)余量法推導(dǎo)出三維瞬態(tài)導(dǎo)熱溫度場(chǎng)的變分方程，分別對(duì)內(nèi)部單元、第一、第二、第三類邊界單元，推導(dǎo)出八節(jié)點(diǎn)六面體單元和六節(jié)點(diǎn)五面體單元的變分方程，并制定系數(shù)矩陣合成策