【摘 要】
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超快速冷却对于H型钢的组织优化和性能提升具有重要的意义,冷却后的“内并外扩”是影响产品质量和生产稳定性的重要因素,也限制了超快速冷却工艺的推广和应用,在H型钢冷却过程中,换热系数是关键参数.为了研究换热系数对小型H型钢超快冷条件下“内并外扩”的影响,采用有限元模拟计算软件Abaqus建立了轧后冷却二维热力耦合模拟计算模型.考虑翼缘、腹板、R角处不同部位的冷却特点,将H型钢断面划分16个特定冷却特征区域并分别为其指定不同的换热系数,制定3个不同的冷却方案,分别进行模拟计算,得出温度场、应力场和上下翼缘宽度差
【机 构】
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东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110819
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超快速冷却对于H型钢的组织优化和性能提升具有重要的意义,冷却后的“内并外扩”是影响产品质量和生产稳定性的重要因素,也限制了超快速冷却工艺的推广和应用,在H型钢冷却过程中,换热系数是关键参数.为了研究换热系数对小型H型钢超快冷条件下“内并外扩”的影响,采用有限元模拟计算软件Abaqus建立了轧后冷却二维热力耦合模拟计算模型.考虑翼缘、腹板、R角处不同部位的冷却特点,将H型钢断面划分16个特定冷却特征区域并分别为其指定不同的换热系数,制定3个不同的冷却方案,分别进行模拟计算,得出温度场、应力场和上下翼缘宽度差,分析了温度场和应力场不均匀分布的特点.通过冷却试验模拟了小型H型钢轧后冷却过程,采用热成像仪获得冷却后的H型钢温度场.温度场与宽度差的计算结果与试验结果吻合良好.在此基础上分析了采用3种不同换热系数组合的冷却方案时上下翼缘横向、R角处纵向代表性特征截面上Mises应力与等效应变分布的规律,研究了R角处换热系数对翼缘扩并及上下翼缘宽度差的影响,发现R角处换热系数与上下翼缘宽度差具有线性关系,建立了描述其线性关系的数学模型.研究结果对于优化冷却方案以及提高小型H型钢超快速冷却的均匀性具有理论意义和参考价值.
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