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《中南大学》 2005年
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铝合金连续铸轧过程流变行为研究及热—力耦合分析

湛利华  
【摘要】:双辊铸轧工艺是将快速凝固和变形结合在一起的技术。近年来,由于提高铸轧速度和减薄铸坯厚度具有降低能耗、提高效率和获得良好的带坯力学性能等优点而引起了众多研究者的关注。然而由于铸轧速度的提高和带坯厚度的减薄,铸轧区内金属的流变行为被强化,尤其是对于厚度为2mm量级的带坯,高温固—固流变更为突出,在液—固临界点迅速进入强力轧制,对于这种状态的铸轧区金属流变本构关系的研究几乎还是空白,其间带坯的热力学行为亦难以用传统的规律来分析。为了能准确认识快速铸轧中的一些新现象和建立铝带坯生产过程中最优工艺系统,对极为强化的铸轧过程流变行为基本规律的研究已是十分迫切的需要。 本文结合国家计委产业化前期关键技术与成套装备研制开发项目《铝及铝合金铸轧新技术与设备研制开发》及国家重大基础研究发展规划(“973”项目)《提高铝材质量的基础研究》的子项“瞬态凝固连续大变形能量转换与组织形成多重耦合机理”,对连续铸轧过程材料在瞬态凝固、连续轧制成形过程中的流变行为进行研究,并在此基础上进行热力耦合连续铸轧过程仿真分析。主要包括以下内容: (1)研制了一套与Gleeble-1500热/力模拟机配套的实验装置进行常规与快速铸轧过程的物理模拟实验研究,分别在10~(-2)—10秒的范围内完成了金属从凝固到流变成形的全过程。同时,对铝合金在液固相变与热形变过程中的流变行为及其影响因素进行了系列的实验研究,获得了铝合金在这一特定过程中组织结构的变化情况。 (2)根据铝合金连续铸轧过程的变形特点,对比分析各种已有的铝合金半固态、固态高温本构模型,基于热力学理论,研究了铝合金铸轧过程中流变应力与变形温度、应变速率和应变等的相互关系,建立了相应的流变本构模型;运用多元线性回归分析方法确定了依赖于温度、应变速率等的本构模型参数,建立了适用于连续铸轧这一特定工况条件下的铝合金流变本构方程,并将其应用于铸轧过程的仿真分析之中,与实验结果进行了比较,证明了所建立的本构模型表达了其真实的流变规律。 (3)基于传热学和有限元基本理论,建立了凝固过程铸坯与轧
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG249.9;TG339

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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3 苏基协;李晓谦;马维策;;铝合金连续铸轧过程直接热-力耦合数值模拟研究[J];上海有色金属;2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 晋艳娟;碳/铝复合材料板带铸轧控制成型及力学行为研究[D];太原科技大学;2013年
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1 易成;退火工艺对铸轧5052铝合金组织和性能的影响[D];郑州大学;2010年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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10 安振刚,李谋渭,朱梅,顾颜;鞍钢Φ2300×L3000萘转鼓结晶机的热平衡分析[J];鞍钢技术;2001年04期
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4 范佳;朱开军;李玉盘;孙玉虎;李建文;;基于邯钢三炼钢厂小方坯的连铸过程实时温度场预报模型的开发[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
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6 刘衍平;张刘斗;;电子设备机柜结构的模态分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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8 凌玉华;杨欣荣;李红艳;纪云云;廖力清;;基于PSO-BP神经网络的铝带坯晶粒度软测量建模及优化[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 周思柱;陈翔;吴汉川;祝克强;黄天成;;混砂车搅拌罐流场分析方法[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
10 卢央泽;李丽君;张明峰;;充填法开采条件下导水裂隙发育规律预测与分析[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
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1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 杨秀芝;低合金高强钢双丝焊热过程数值模拟及接头组织转变行为研究[D];华中科技大学;2010年
3 张波;重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
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5 刘显茜;生物多孔材料非稳态收缩及其对传热传质影响研究[D];昆明理工大学;2010年
6 龚玮;皮肤选择性光热解效应与光疗及热损伤的评估方法和技术[D];福建师范大学;2010年
7 孟庆鸿;松科1井复杂地层取心钻具及泥浆优化设计和应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 刘向东;24kV永磁机构真空断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
9 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 刘雪美;喷杆喷雾机风助风筒多目标优化设计[D];山东农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 孙威;Φ800mm通光口径纹影系统结构分析与设计[D];中国工程物理研究院;2010年
3 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
4 易成;退火工艺对铸轧5052铝合金组织和性能的影响[D];郑州大学;2010年
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7 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年
8 郭玮;橡胶坝锚固系统充排水系统及坝端处理模式的研究[D];山东农业大学;2010年
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10 魏国亮;多级压气机三维流场数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 丁志宇;高恩运;董桂芬;;高精度双重化纠偏控制系统在1780mm冷连轧机组的应用[J];鞍钢技术;2007年04期
4 李长生;梅瑞斌;刘相华;;刚塑性有限元求解板材轧制过程的奇异点问题[J];鞍钢技术;2010年05期
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3 王登文;[N];中国有色金属报;2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 赵永美;铝合金气缸盖凝固过程温度—应力场有限元分析及优化[D];东南大学;2006年
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【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 高志,肖刚,钟掘;外冷在铝材铸轧过程中的作用机理[J];中南工业大学学报(自然科学版);2001年02期
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5 晋艳娟;碳/铝复合材料板带铸轧控制成型及力学行为研究[D];太原科技大学;2013年
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6 肖磊;双辊铸轧宽幅镁合金薄板温度场与铸轧力研究[D];重庆大学;2012年
7 贾新武;3104合金的铸轧工艺研究[D];中南大学;2012年
8 孟凡磊;铸轧7050铝合金板材成形行为及热处理工艺研究[D];辽宁科技大学;2012年
9 张家富;铅合金板带双辊连续铸轧温度场模拟及其实验研究[D];中南大学;2010年
10 毛先柏;铝电磁连续铸轧中电磁场的计算机控制系统的研究与设计[D];中南大学;2005年
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