基于热力顺序耦合分析铝薄板快速铸轧过程有限元仿真地研究

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1、中南大学硕士学位论文基于热力顺序耦合分析的铝薄板快速铸轧过程有限元仿真研究姓名：唐朝阳申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：李晓谦20040601中南大学硕二Ｉ：学位论文摘要摘要超薄快速铸轧这一高新技术在中国有着巨大的潜在市场。它是一项正在发展的新技术，涉及到多个学科的交叉与综合运用。本文主要针对铸轧过程中热力耦合问题进行探讨。探索一条合适铝薄板快速铸轧这一复杂多重非线性问题热力耦合分析的途径。采用分开分析然后用平衡与协调条件把它们联合起来的方法，解决过程热力仿真问题。铸轧过程中，铸轧区金属液态与固态并存。建模时为了沿用现有的弹塑性力学有限元法，本文将

2、计算域包括固态与液态。为了避免计算域不同状态单元刚度相差悬殊造成计算收敛困难甚至刚度矩阵奇异，对液态铝力学特性进行约定，使液态的应力状态与静水压相近，解决了铸轧模型中液态与固态并存的问题，在ＡＮＳＹＳ中建立了铸轧过程有限元模型。热分析结果和力分析结果互相迭代时，利用网格重划分技术实现两个模型之间的场变量信息的传递，实现了铸轧热力耦合分析，并开发出用户程序。利用用户仿真分析程序，对多种工况进行了仿真研究。得出了铸轧过程中金属应力、应变和流动规律。对比分析多种工况的仿真结果，探讨了多个工艺参数相互影响。这些成果对理解和改善铸轧技术很有帮助。本文根据超薄快速铸轧工业性实

3、验，对其测试结果与有限元仿真的理论结果进行了对比分析。两者基本相符，有力地证明了本文的有限元模型和热力耦合仿真方法的正确性，以及本文结论的可靠性。关键词快速铸轧，有限元法，热力耦合，建模与仿真致谢本文的完成过程中始终得到导师李晓谦教授的悉心指导。论文进展期间，李老师在选题、研究内容、实验等方面都给予了总体把握和具体的指导。在治学、工作和与人相处等方面言传身教，严格要求。导师敏锐的学术思想、渊博的知识、勇于创新的精神和与人为善的处世作风始终是学生学习的典范，在此谨向恩师表示诚挚的敬意和由衷的感谢。论文的研究过程也一直得到师姐湛利华博士的细心指导和帮助。黄明辉教授

4、和李新和教授对论文进行了仔细的评阅，提出了宝贵的修改意见，在此向他们表示衷心感谢！在论文撰写过程中，得到师兄胡仕成博士的指导和帮助，唐俊龙硕士，师弟郑益华、曾伟伟、曾松盛、郭运涛等对我的论文及实验做了很多工作，在此一并表示感谢。学习期间，许多师长和学友给予我宝贵的帮助和启发，在此不能一一列举，谨表示敬意和由衷的感谢。在读研期问，一直得到亲友们在物质和精神上的大力理解和支持，在此深表谢意。