h型钢控冷工艺研究及在线冷却模拟

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1、遠窜新波＊營ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈ打ｏｌｏＬｉａｏｎｉｎｙｇｙｇ预王？ｆｕ化ＸＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥ民ＳＤＥＧＲＥＥ■．ｉ，Ｉｆｊ｜Ｉ．Ｈ型钢控冷工２研究及在线冷却模拟作者姓名＝陈李军指导教师＝刘健教授专业领域：机械工程答辩日期：２０１５年３月１７日？；．片？＊ｒＪ？Ａ．－二独创性巧明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加ｌｉＵ示注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迂宁科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均，与我己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＞么－＾、２论文作者签名：巧秦务曰期；年３月日关于论文使巧授权的说明目本人完全了解迁宁科技大学有关保留，Ｐ：学校有权、使用学位论文的规定保留送交论文的复印件：学校可公布论文的全部或部，允许论文被查阅和借阅。分内容、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ采用影巧本学位论文属于。：保密□在年解密后适用本授权

3、书＂＂不保密□Ｖ）（请在上方框内打从皆年３月心＾论文作者签名；曰：％日期指导教师签名；＞〇信年３月７＾日：日期分类号TG156密级公开UDC单位代码10146学号122080200032硕士学位论文H型钢控冷工艺研究及在线冷却模拟研究生姓名：陈李军指导教师：刘健教授工作单位：辽宁科技大学论文提交日期：2014.12.18答辩日期：2015.03.17学位授予日期：2015.03.27授予单位：辽宁科技大学论文评阅人：于晓光教授工作单位：辽宁科技大学答辩委员会主席：宋华教授工作单位：辽宁科技大学Thestudyofthecont

4、rolledcoolingtechnologyofh-beamandthesimulationofonlinecoolingAthesisSubmittedtoUniversityofScienceandTechnologyLiaoningbyChenLijun(Machineryengineering)Supervisor:Prof.LiuJianJanuary17th2015中文摘要中文摘要H型钢由于其断面设计合理，抗弯能力更强，塑性、柔韧性好，结构稳定性高，抗震和抗冲击能力强，相同高度的H型钢比普通工字钢重量更轻。因此，热轧H型钢为主的

5、钢结构特别适用于地震多发地区，具有很大的发展前景。但是由于其轧后空冷时冷却不均匀，致使腹板产生波浪瓢曲，严重时会在锯切时发生沿腹板开裂现象。因此急需对H型钢轧后控冷的工艺过程进行改进以增强其强度，减小其变形。同时通过合理地控制H型钢冷却过程的温差可有效降低其残余应力，使奥氏体向铁素体转变的过程中，相变组织更加细微化，以提高其性能。本文以某型H型钢为研究对象，基于传热学基本理论，通过查阅大量的控冷相关资料，选取了具有代表性的三种H型钢控制冷却工艺路线，确定了相对合理的边界条件及初始条件，建立了二维、变物性、非稳态的H型钢瞬态温度场有限元模型。通

6、过AnsysWorkbench软件对H型钢的控冷工艺过程进行了数值模拟，获得了不同控冷方案下，H型钢控冷过程中的最大温度值与最小温度值随时间变化的曲线，并分析了控冷终止时H型钢产生的残余应力；又通过实验对上述的不同控冷方案进行了验证，实验证明：模拟值与实验值基本相符，并在此实验的基础上对H型钢的金相组织进行了研究，从而得出了较优的H型钢控制冷却工艺方案。最后在此方案的基础上，将H型钢平均分成了6段，以静态分段模拟方式来实现H型钢在线控制冷却的动态过程。通过对H型钢不同部位控制水流密度的方式，观察H型钢的整体温差及H型钢中间位置（Z=3m）的温

7、度温差，并进一步分析了H型钢整体的应力变化，最终找到了H型钢翼缘、腹板、R角较好的控冷方案，解决了传统H型钢残余应力过大及组织粗大等问题，对进一步改善H型钢的性能有一定的参考价值。关键词：H型钢；控冷过程；在线冷却；优化iiABSTRACTABSTRACTH-beamhasareasonablesectiondesignandabetterbendingcapacity、plastic、flexible、stablestructure、earthquakeresistantandimpactresistantability.,h-beamis

8、lighterthantheordinaryIironatthesameheight.Sohot-rolledh-beamisespeciallysuitablef