基于有限元法的雙輥鑄軋熔池溫度場的動態(tài)仿真.pdf

1、雙輥鑄軋薄帶鋼過程是一個鋼水在30s內(nèi)從液態(tài)變成固態(tài)的過程。由于熔池內(nèi)溫度梯度較大，溫度分布復(fù)雜，現(xiàn)場空間狹小，難以實時獲得熔池內(nèi)各點的溫度。針對上述問題，采用有限元法對雙輥鑄軋薄帶鋼過程中的溫度場進(jìn)行仿真研究，主要工作如下：
　　(1)對熔池內(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)鍵問題的處理方法。
　　(2)針對熔池模型的幾何特征和流動特性，基于柵格法采用六面體單元對熔

2、池溫度場進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用單位化雅可比矩陣行列式對生成的網(wǎng)格進(jìn)行質(zhì)量評價，對不符合有限元分析的單元采用節(jié)點平滑和拓?fù)潢P(guān)系優(yōu)化兩種方法對其進(jìn)行質(zhì)量優(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)熱溫度場的變分方程，分別對內(nèi)部單元、第一、第二、第三類邊界單元，推導(dǎo)出八節(jié)點六面體單元和六節(jié)點五面體單元的變分方程，并制定系數(shù)矩陣合成策