側(cè)噴退火爐鋁卷溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、在鋁卷的生產(chǎn)過(guò)程中，退火是熱處理工藝中最重要的工序之一。鋁卷溫度場(chǎng)的仿真研究為退火工藝的制定提供了理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。在鋁卷退火過(guò)程中，由于鋁卷層間存在間隙和油膜，引起了鋁卷徑向?qū)嵯禂?shù)的不確定性，因此研究鋁卷退火溫度場(chǎng)的首要問(wèn)題是鋁卷層間導(dǎo)熱系數(shù)的確定。 本文針對(duì)鋁板退火實(shí)驗(yàn)，建立了求解鋁板間導(dǎo)熱系數(shù)的熱傳導(dǎo)反問(wèn)題模型，并采用遺傳算法對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解。在對(duì)鋁卷傳熱過(guò)程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了側(cè)噴加熱方式的改進(jìn)方法，并利用

2、ANSYS軟件分別對(duì)側(cè)噴加熱和傳統(tǒng)徑向加熱退火爐內(nèi)鋁卷的溫度應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了對(duì)比仿真。該研究不僅為側(cè)噴退火爐的設(shè)計(jì)和退火工藝的制定提供理論依據(jù)，而且對(duì)提高傳熱效率，縮短退火周期，節(jié)約能源也有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。主要工作如下： （1）針對(duì)鋁板退火實(shí)驗(yàn)，采用二節(jié)點(diǎn)單元和Galerkin差分格式，建立了熱傳導(dǎo)正演問(wèn)題的有限元模型，并在此基礎(chǔ)上建立了求解鋁板間導(dǎo)熱系數(shù)的熱傳導(dǎo)反問(wèn)題模型。 （2）根據(jù)上述熱傳導(dǎo)反問(wèn)題模型，分別采用L

3、evenberg-Marquardt算法、Gauss-Newton算法和遺傳算法對(duì)板間等效導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了求解。通過(guò)對(duì)比分析可知，遺傳算法不但能克服對(duì)初始值依賴(lài)，而且有更好的抗噪性能，為其他熱物性參數(shù)的優(yōu)化求解提供了新思路。 （3）通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)徑向加熱退火爐內(nèi)鋁卷退火傳熱過(guò)程的分析，提出了采用側(cè)噴加熱的改進(jìn)方法。利用熱傳導(dǎo)反問(wèn)題得到的等效導(dǎo)熱系數(shù)，建立了鋁卷的退火溫度場(chǎng)模型，并對(duì)徑向加熱和側(cè)噴加熱退火爐內(nèi)鋁卷的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比