一、结晶器内异型坯应力与裂纹关系数模研究（论文文献综述）
杨改彦[1]（2022）在《连铸异形坯表面裂纹萌生及扩展的机理与控制研究》文中提出异形坯连铸技术发展至今,表面裂纹问题一直是限制铸坯质量提高的关键因素。存在表面裂纹缺陷的铸坯,轻者需要精整,重者导致漏钢和废品,严重影响生产进度,增加生产成本,且难以满足现代连铸技术的发展要求。许多冶金学者对铸坯裂纹的产生机理及影响因素开展了一系列的理论研究与实际调研。但由于生产现场和设备的限制,测量导致裂纹扩展的应力大小几乎不可能,监测裂纹动态扩展情况更加难以实现,使得对裂纹萌生及进一步扩展行为认识不清,从而不能深入研究铸坯表面裂纹在生产中的扩展过程。为了更进一步深入了解连铸异形坯表面裂纹的萌生及扩展方式,真实还原裂纹扩展的动态过程,对裂纹扩展实现定量分析。论文针对某钢厂异形坯连铸表面裂纹问题,基于传统的宏观定性研究方法,在其它铸坯裂纹产生机理的基础上,结合异形坯特殊的断面形状,利用有限元软件模拟异形坯在结晶器内的凝固过程,并以此为基础,确定裂纹萌生位置。结合宏、微细观模拟方法,开展了一系列研究表面裂纹萌生及动态扩展情况的基础研究工作。深入挖掘了表面裂纹萌生及扩展的机理,对进一步提升异形坯表面质量提供理论依据。具体研究内容和结果如下:（1）开展了异形坯表面裂纹和夹杂物显微结构分析。从异形坯连铸生产出现的表面裂纹着手,开展表面裂纹的宏观分析,统计裂纹发生率、产生位置,裂纹形貌、尺寸和规律;通过金相显微镜及扫描电镜及能谱仪对裂纹进行显微分析研究,观察微细观裂纹的形貌特征、周边的显微组织、存在的夹杂类型及其微细观形貌,提出了异形坯表面裂纹的主要产生部位,并分析了其产生原因。（2）基于异形坯连铸的传热受力特征及温度和应力遗传行为,建立了异形坯热力耦合分析模型,利用铸态钢高温力学性能测试结果,研究异形坯温度及应力分布,确定了结晶器内异形坯裂纹的萌发位置分别是距离弯月面180 mm处的腹板中心和距离弯月面200 mm的R角位置。结合裂纹萌发位置的温度和应力参数,应用扩展有限元法和子模型技术模拟了结晶器内异形坯易萌发裂纹位置宏观裂纹的动态扩展过程。发现:表面纵裂纹更容易扩展,且最后扩展方向基本都是与主拉应力方向垂直;腹板处裂纹的扩展量均大于R角同受力方向裂纹的扩展量,随着裂纹受力方向倾角的增大,裂纹扩展长度也逐渐增加;不管是腹板还是R角位置的横裂纹都不太容易扩展。（3）建立了铸态钢中微细观裂纹萌生的多晶模型。应用扩展有限元法,结合铸坯内夹杂物和气孔的性质及分布状态,从微细观角度系统性定量研究分析了夹杂和气孔的性质、大小、比率、位置、形状裂纹萌生的影响规律;发现软夹杂、细长形夹杂和多边形夹杂更容易诱发裂纹,圆形（球形）夹杂和细小化夹杂难萌发裂纹;软夹杂在粒径>2.4μm,硬夹杂在粒径>5 μm时可诱发裂纹;夹杂和基体弹性模量相差越大越容易萌发裂纹。气孔增大、气孔率增加、气孔形状为细长形均加剧裂纹的萌发。位于铸坯表面的夹杂和气孔容易诱发裂纹并进一步扩展。（4）建立了铸坯微细观裂纹扩展的多晶模型。从微细观角度系统性研究了铸坯中夹杂、气孔及夹杂气孔耦合作用对异形坯不同位置、不同受力方向表面裂纹动态扩展的影响规律;发现夹杂和气孔位于裂纹下方一定距离时会加剧裂纹的扩展,反之,位于裂纹上方一定距离的硬夹杂和气孔则会抑制裂纹扩展;气孔夹杂的耦合作用会进一步加剧裂纹的扩展。（5）建立了铸坯微细观裂纹的止裂多晶模型。基于铸态钢中气孔裂纹、夹杂裂纹多晶模型,探究了微细观下气孔、夹杂性质、大小和位置对裂纹扩展的影响规律;发现气孔和硬夹杂在一定程度上具有抑制裂纹扩展的作用。在双止裂孔中,裂尖与止裂孔中心距离相等时,具有止裂效果的止裂孔尺寸随着裂纹增长而增大;裂尖与止裂孔距离为1μm时,止裂孔的止裂效果最好;硬夹杂与裂纹尖端距离接近0时,硬夹杂的止裂效果最好。（6）提出了异形坯表面裂纹控制的宏观措施。通过宏观和微细观相结合的分析方法,发现:拉速和过热度的增大都会促进裂纹的萌生及扩展;过热度的增加对裂纹萌生及扩展的影响力要大于拉速;所以对浇铸工艺参数进行了优化,建议拉速控制在1.0～1.1 m/min 比较合理,过热度控制在20℃～25℃比较合理;为降低异形坯的应力,还开展了异形坯结晶器的单锥度和多锥度优化,并建议采用优化后的多锥度结晶器。基于夹杂和气孔的止裂研究,提出了生产中异形坯洁净化的控制措施。通过宏观分析研究,从微细观角度深入挖掘表面裂纹萌生、形成和发展的机理、规律和影响因素,微细观研究和宏观研究相结合,为降低异形坯表面缺陷发生率,提高异形坯质量提供基础理论和技术支撑,具有较高学术研究价值和生产实践意义。
马恺[2]（2020）在《异型坯连铸凝固过程与凝固组织数学模拟研究》文中研究表明连铸冷却在铸坯生产过程中非常重要。冷却参数设计不合理,铸坯内部容易出现裂纹、偏析、鼓肚等典型缺陷。因此,系统解释连铸过程中钢液的传热与凝固行为、科学分析和预测连铸坯凝固组织,对连铸生产和质量控制意义重大。针对某厂Q235钢异型坯连铸过程中的传热和钢液凝固过程,建立了三维传热、应力及凝固组织数学模型。利用Pro E建立模型实体,通过Pro CAST软件对实体模型进行网格划分后,对铸坯凝固过程中的温度场及应力场特征进行了系统分析,并对其凝固组织进行了模拟研究。结果表明,1、二冷比水量由1.65 L/kg减小到1.05 L/kg,凝固末端两相区长度由0.53 m增长到0.83 m。浇注温度由1538℃依次增加到1568℃,凝固末端两相区长度基本不变。拉速由0.98 m/min逐渐增加到1.12 m/min,凝固末端两相区长度由0.72 m增加到了1.38 m。2、拉坯速度由0.98 m/min增加到1.12 m/min,铸坯角部有效应力由35.7 Mpa减小到了23.7 Mpa,减小了12.2 Mpa。3、二冷比水量由1.65 L/kg减小到1.05 L/kg,等轴晶率由2.93%增加到9.58%。浇注温度由1538℃增加到1558℃,等轴晶率由12.87%降低到3.08%。拉速由0.98m/min增加到1.09 m/min,等轴晶率由7.86%增加到9.63%。图38幅;表14个;参56篇。
高仲,常海[3]（2019）在《异型坯表面纵裂分析》文中提出因异型坯断面形状的复杂性,连铸生产中异型坯表面极易发生纵向纹裂。本文总结了异型坯表面纵裂的特征、形成原因、影响因素和钢厂常用的解决手段。针对某钢厂出现的异型坯表面纵裂,推理分析出钢水成分是主要影响原因,并钢厂实践得以证实。最后提出分析解决铸坯质量缺陷的流程。
邓爱军,蒲雪峰,左小坦,范鼎东,郑安民[4]（2019）在《H型钢V形开裂的缺陷研究与优化》文中研究表明针对H型钢"V"形开裂问题,研究了连铸异形坯存在的质量缺陷,对同类连铸生产具有参考与借鉴意义。H型钢由异型坯轧制生产而成,其比表面积较大,通过连铸生产时铸坯表面冷却强度极不均匀,各面受力情况较为复杂,而对其整个生产工艺流程及质量控制方面均有较高要求。以新泰钢铁公司实际生产中发生轧制开裂的Y-Q235B连铸坯为研究对象,通过对缺陷铸坯进行重熔检测,采用ANSYS软件与现场检测相结合的方法,分析了铸坯表面纵裂纹的形成原因及控制方法。结果表明,H型钢V形开裂的主要原因是由腹板和R角处的纵向裂纹造成的,而形成纵向裂纹的主要原因是冶炼过程中控制不合理,精炼脱不够;连铸过程中不能有效地控制和去除夹杂物;铸坯环向温度梯度过大,造成腹板和R角处冷却极不均匀,应力应变过大。通过采取优化改进工艺后,异型坯轧制出现V形开裂比例由原先的80%降低至5%以下,产品质量大幅提升。
陈庆[5]（2019）在《异型坯连铸二冷区温度与应力的数值模拟研究》文中研究表明连铸发展史上最显着的成就之一就是近终形连铸技术,也是目前钢铁行业的重要发展趋势。异型坯作为近终形连铸技术中的一种,其主要用途就是用来轧制H型钢。然而,我国关于异型坯的研究尚处初步阶段,生产出的异型坯不论质量还是数量都远远达不到国内的需求,因此对异型坯展开深入研究是十分有必要的。本文以国内某钢厂断面尺寸555 mm×440 mm×90 mm的异型坯为研究对象,从改进二冷配水和改善铸坯质量这一思路出发,对现场的连铸工艺参数和冷却制度进行全面的调研,以找出影响铸坯质量的关键因素。然后以此为根据使用数值模拟软件ANSYS建立了二维和三维数学模型,研究分析了从结晶器到二冷区的凝固传热过程中的温度与应力的耦合场及其对铸坯质量的影响。其中,本文基于ANSYS提出了一种新的三维移动边界数值模拟方法。本文主要的结论如下:（1）根据现场调研,该厂的异形坯二冷配水制度不合理,且矫直时在温度700°C900℃之间,处于钢的温度脆性区,极易产生表面裂纹。（2）数值仿真模拟结果表明,异型坯断面形状复杂,其传热凝固特性与常规铸坯不同。在连铸前期,高温区的变化是呈近似轮廓等比例缩小的状态,后期则形成以液相穴为中心点的三角形高温区。其中翼稍部位传热速率最快,翼缘次之,内缘（R角）最慢。其温度曲线是波动的,回温的主要原因就是凝固潜热的释放和各区水量的递减。（3）研究了拉速、过热度和水量变化对铸坯温度和应力的影响,其中发现拉速与水量的变化对铸坯表面温度和应力影响较大,过热度影响较小。拉速提升10%,坯壳厚度就会减少3%6%;过热度增加10℃,最大热流密度就会提高4%7%,坯壳厚度也会相应的减少2%4%。（4）铸坯的断面温度曲线表明,随着距弯月面距离的增加,断面温度曲线会越来越平滑,温度分布也会越来越均衡。在离弯月面3.9 m处,腹板中心点完全凝固,厚度为45 mm;到距弯月面10.8 m处整个铸坯完全凝固,窄面中心点坯壳厚度为80 mm。（5）对比热应力和弯曲应力,发现热应力主要受到温度梯度的影响,温度梯度越大,热应力越大,高应力区主要集中在翼稍、翼缘;而弯曲应力受力学结构影响,高应力区主要集中在内缘和翼缘内角之间的翼板内壁上。
张闯[6]（2019）在《超薄异型坯单点浇铸中间包及结晶器内钢液行为研究》文中研究说明本文以国内某厂超薄异型坯单水口浇铸的中间包及结晶器为研究对象,分别通过物理模拟与数值模拟相结合的方法,研究了中间包及结晶器内钢液的行为。对于中间包,通过建立1:2的物理模型进行水模拟实验,研究控流装置对中间包各流水口响应时间、中间包分流的一致性、死区体积比例等的影响,并通过建立1:1的数学模型进行数值模拟计算,将计算结果与水模拟实验结果进行比较;对于结晶器,通过建立1:1的数学模型,研究了直通型水口结晶器内钢液的三维流动、传热和凝固,通过建立0.7:1的物理模型进行水模拟实验,研究不同浸入式水口结构及不同吹气量对结晶内流场的影响。主要得出以下结论:（1）原型中间包2流水口的响应时间仅为18 s,钢液进入中间包后直接流入2流水口,造成明显的“短路流”,并且各流水口响应时间的一致性很差,其分散度达到37.32,原型中间包死区体积比例高达31.67%,降低了中间包的有效容积;（2）控流装置优化后中间包2流水口的响应时间为63 s,为夹杂物的上浮提供了有利条件,有利于提高钢液洁净度;中间包分流的一致性也得到了很大的改善,分散度降低至5.10,中间包的死区体积比例降低至13.15%,提高了中间包利用率;（3）中间包非稳态换包过程实验结果表明,换包过程冲击区内激烈搅拌,乳化现象严重,2流水口上方产生卷渣现象;优化后在挡墙和导流孔的作用下,解决了换包过程中的卷渣现象;（4）直通型浸入式水口单点浇铸数值模拟结果表明,超薄异型坯单点浇铸结晶器内流场分布极不对称,并且这种情况下结晶器内冲击深度较深（0.6～0.7 m）,由此带来了铸坯表面温度分布不均匀、凝固坯壳厚度分布不均匀一系列质量问题;（5）结晶器水模拟实验结果表明,结晶器未吹气情况下最佳方案为方案六、底孔直径为19 mm的浸入式水口,结晶器吹气情况下最佳方案为方案七、底孔直径为17 mm、吹气量为3 L/min的浸入式水口。两种实验条件下结晶器液面波动幅度都在±3 mm以内,在保证结晶器液面活跃度的同时避免了结晶器发生卷渣;两种实验条件下结晶器出口响应时间分别为16 s、18 s,可以减轻钢液对结晶器出口处坯壳的冲刷,有利于良好坯壳的形成;两种实验条件下结晶器水口上方及翼缘位置响应时间一致且响应时间较短,一方面可以解决水口上方及翼缘位置响应时间过长造成的液面温度过低,出现冷钢及保护渣不易融化的问题,另一方面有利于提高结晶内钢液成分及温度的均匀,为形成良好的铸坯质量提供保障。
和保民[7]（2019）在《异型坯结晶器振动对凝固行为的影响》文中认为异型坯因其特有的断面形状及减少成本等优点而越来越成为国内外重点关注对象。异型坯表面有许多质量缺陷,比如表面裂纹和不规则振痕、气孔等。结晶器在连铸过程中的作用至关重要,有连铸机―心脏‖之称。结晶器的振动方式的不同关系到铸坯脱膜是否顺利,较少拉漏等事故。实践证明,采用非正弦振动方式比正弦振动及其他方式可以提高产量、减少漏钢事故。文中研究了不同的结晶器振动参数对摩擦力的影响。结晶器与铸坯间的润滑效果的好坏对异型坯表面质量有着直接的关系。因此,文中利用ANSYS有限元分析软件及VB软件对摩擦力进行了相关的计算与分析,列出了影响振动结晶器与异型连铸坯间的摩擦力的因素。文中还对有缺陷的异型坯进行切样、制样和磨样,然后在莱卡金相显微镜下观察了微观状态下裂纹的扩展方向为穿晶。为了验证这一实验结果,使用MATLAB软件建立了多晶模型,ABAQUS软件建立了裂纹模型,模拟了裂纹在摩擦力等载荷下的扩展方向确实为穿晶。并观察了裂纹在不同时刻的扩展量及扩展方向。研究证明,加入摩擦力会加速裂纹的扩展,而且横向裂纹与纵向裂纹的扩展方向不一致。图54幅;表4个;参61篇。
陈伟,郭高翔,于兴旺,王嘉琦,陈颖,杨改彦[8]（2017）在《异型坯连铸结晶器内的热力耦合分析》文中研究说明针对异型坯连铸过程中出现较多表面裂纹的问题,基于连铸坯壳应力遗传特性,利用多载荷步法建立了结晶器内铸坯凝固热力耦合模型,在考虑锥度和气隙的情况下,分析了结晶器内坯壳的温度与受力变化过程。根据不同时刻的铸坯温度与力学特性找出了铸坯裂纹最易萌生扩展位置为R角,且高度在结晶器中部。该研究对控制异型坯表面裂纹及提高铸坯质量提供了理论指导,同时为异型坯表面裂纹扩展研究提供基础。
贾敬伟,李宗一,杨鹏辉[9]（2017）在《异型坯表面裂纹成因分析及控制措施》文中指出根据连铸坯凝固特性、异型坯应力分析以及铸坯裂纹产生的机理,结合异型坯断面特性分析其表面裂纹形成原因,通过生产工艺试验,制定相关措施控制异型坯表面裂纹。
王嘉琦,陈颖,陈伟,于兴旺,王宝祥,王增利[10]（2017）在《H型钢异型坯连铸结晶器内气隙分布研究》文中指出H型钢异型坯在连铸过程中容易出现表面裂纹,设计准确的结晶器锥度可有效减少裂纹的发生。为了分析异型坯连铸结晶器锥度问题,建立了异型坯连铸结晶器内热力耦合模型,使用多载荷步法求解实现铸坯应力遗传行为,描述了结晶器内铸坯各个面气隙的生长历程。研究结果表明:异型坯腹板、R角未产生收缩,翼缘端面、窄面会在结晶器内产生气隙,最大分别为0.96 mm、0.65 mm。可为研究H型钢异型坯结晶器内收缩特性、锥度设计提供可靠的理论和生产依据。
二、结晶器内异型坯应力与裂纹关系数模研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、结晶器内异型坯应力与裂纹关系数模研究（论文提纲范文）
（1）连铸异形坯表面裂纹萌生及扩展的机理与控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 异形坯连铸的国内外发展现状 |
| 2.1.1 异形坯的国外发展现状 |
| 2.1.2 异形坯的国内发展现状 |
| 2.2 连铸异形坯中的主要质量缺陷 |
| 2.2.1 异形坯的表面质量缺陷 |
| 2.2.2 异形坯的内部质量缺陷 |
| 2.3 异形坯表面裂纹机理的研究现状 |
| 2.3.1 高温力学性能的影响 |
| 2.3.2 化学成分的影响 |
| 2.3.3 连铸工艺参数的影响 |
| 2.4 裂纹萌生及扩展的研究现状 |
| 2.5 课题背景、意义及研究内容 |
| 3 异形坯表面裂纹和夹杂物微细观结构实验分析 |
| 3.1 异形坯表面裂纹的显微分析 |
| 3.1.1 异形坯表面纵裂的显微组织分析 |
| 3.1.2 异形坯表面纵裂处夹杂的显微分析 |
| 3.2 异形坯内显微夹杂分析 |
| 3.2.1 腹板处不同粒径的显微夹杂分布 |
| 3.2.2 腹板处显微夹杂类型 |
| 3.3 铸态下钢的高温力学性能测试 |
| 3.3.1 试样制备及实验方法 |
| 3.3.2 温度对铸态钢强度的影响 |
| 3.3.3 温度对铸态钢塑性的影响 |
| 3.3.4 拉伸试样断口形貌分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 连铸异形坯表面裂纹宏观扩展行为研究 |
| 4.1 异形坯结晶器内的热力耦合模型 |
| 4.1.1 铸态下钢的物性参数 |
| 4.1.2 热力耦合模型假设 |
| 4.1.3 几何模型的建立 |
| 4.2 异形坯连铸结晶器内铸坯凝固的热力耦合分析 |
| 4.2.1 结晶器内异形坯的温度分布 |
| 4.2.2 结晶器内异形坯的坯壳应力分布 |
| 4.3 裂纹扩展模型的建立 |
| 4.3.1 扩展有限元XFEM |
| 4.3.2 水平集法LSM |
| 4.3.3 损伤模型 |
| 4.3.4 高温断裂韧性测试 |
| 4.3.5 建立预制裂纹模型 |
| 4.3.6 二维裂纹长度求解方法 |
| 4.4 腹板处宏观裂纹动态扩展模拟 |
| 4.4.1 腹板处表面横裂纹扩展行为研究 |
| 4.4.2 腹板处30°倾角裂纹扩展行为研究 |
| 4.4.3 腹板处60°倾角裂纹扩展行为研究 |
| 4.4.4 腹板处表面纵裂纹扩展行为研究 |
| 4.5 R角处宏观裂纹动态扩展模拟 |
| 4.5.1 R角处表面横裂纹扩展行为研究 |
| 4.5.2 R角处30°倾角裂纹的扩展行为研究 |
| 4.5.3 R角处60°倾角裂纹的扩展行为研究 |
| 4.5.4 R角处表面纵裂纹扩展行为研究 |
| 4.6 小结 |
| 5 连铸异形坯表面裂纹微细观萌生和扩展行为及其止裂研究 |
| 5.1 多晶模型的建立 |
| 5.1.1 单因素的多晶模型 |
| 5.1.2 多因素的多晶模型 |
| 5.1.3 多晶模型网格的划分及边界条件的施加 |
| 5.2 不同条件下对多晶体裂纹萌生的模拟研究 |
| 5.2.1 气孔对裂纹萌生的影响研究 |
| 5.2.2 夹杂对裂纹萌生的影响研究 |
| 5.2.3 气孔夹杂二者耦合作用对裂纹萌生的研究 |
| 5.3 不同条件下对多晶体裂纹扩展行为的模拟研究 |
| 5.3.1 裂纹受力方向对多晶体裂纹扩展行为的研究 |
| 5.3.2 气孔对多晶体裂纹扩展行为的研究 |
| 5.3.3 夹杂对多晶体裂纹扩展行为的研究 |
| 5.3.4 气孔夹杂耦合作用对多晶体裂纹扩展行为的研究 |
| 5.4 微细观下表面裂纹的止裂模拟研究 |
| 5.4.1 微细观下气孔对裂纹扩展的止裂研究 |
| 5.4.2 微细观下夹杂对裂纹扩展的止裂研究 |
| 5.5 夹杂和气孔对裂纹萌生及扩展行为的实验研究 |
| 5.5.1 夹杂对裂纹萌生及扩展行为的实验研究 |
| 5.5.2 气孔对裂纹萌生及扩展行为的实验研究 |
| 5.6 小结 |
| 6 异形坯表面裂纹的控制 |
| 6.1 异形坯结晶器的单锥度优化 |
| 6.1.1 无锥度结晶器内异形坯各面的收缩情况 |
| 6.1.2 异形坯结晶器窄面的单锥度优化 |
| 6.1.3 异形坯结晶器翼缘端部的单锥度优化 |
| 6.1.4 异形坯结晶器R角与翼缘斜板的单锥度优化 |
| 6.1.5 与实际生产中结晶器锥度的对比 |
| 6.2 异形坯结晶器的多锥度优化 |
| 6.2.1 异形坯结晶器窄面的多锥度优化 |
| 6.2.2 异形坯结晶器翼缘端部的多锥度优化 |
| 6.2.3 异形坯结晶器R角与翼缘斜板的的多锥度优化 |
| 6.3 浇铸工艺参数对结晶器内异形坯凝固过程中裂纹扩展的影响 |
| 6.3.1 拉速对裂纹扩展的影响 |
| 6.3.2 浇注温度对裂纹扩展的影响 |
| 6.4 异形坯洁净度及夹杂性状的控制 |
| 6.5 小结 |
| 7 结论及创新点 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）异型坯连铸凝固过程与凝固组织数学模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 连续铸钢的主要特点 |
| 1.2 数值模拟在连铸过程中的应用 |
| 1.2.1 数值模拟研究方法 |
| 1.2.2 数值模拟的优势 |
| 1.2.3 常用的连铸数值模拟软件 |
| 1.2.4 ProCAST软件的主要特点 |
| 1.2.5 ProCAST在连铸研究中的应用现状 |
| 1.3 稳态模拟与非稳态模拟 |
| 1.3.1 稳态模拟 |
| 1.3.2 非稳态模拟 |
| 1.4 研究的主要内容与创新点 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究关键问题及创新点 |
| 第2章 异型坯连铸过程中的温度场特征 |
| 2.1 传热模型的建立 |
| 2.1.1 模型简化与基本假设 |
| 2.1.2 传热的数学模型 |
| 2.1.3 传热的模型定解条件 |
| 2.1.4 模型的尺寸与工况条件 |
| 2.1.5 网格划分 |
| 2.2 参数的选取 |
| 2.3 异型坯温度场模拟结果与讨论 |
| 2.4 工艺参数对凝固末端两相区的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 异型坯连铸过程中的应力场特征 |
| 3.1 应力模型的建立 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 模型实体 |
| 3.2 边界条件设定 |
| 3.3 异型坯应力场模拟结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 异型坯连铸过程中的凝固组织特征 |
| 4.1 凝固组织模型的建立 |
| 4.1.1 基本假设 |
| 4.1.2 模型实体 |
| 4.1.3 参数的选取 |
| 4.2 典型凝固组织模拟结果 |
| 4.3 碳含量对凝固组织的影响及分析 |
| 4.4 过冷度对凝固组织的影响 |
| 4.5 工况条件对异型坯凝固组织的影响 |
| 4.5.1 冷却强度对凝固组织的影响 |
| 4.5.2 浇注温度对凝固组织的影响 |
| 4.5.3 拉速对凝固组织的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间研究成果 |
（4）H型钢V形开裂的缺陷研究与优化（论文提纲范文）
| 1 现状分析 |
| 2 研究与分析 |
| 2.1 冶炼工艺分析 |
| 2.2 异型坯内夹杂物对质量缺陷的影响 |
| 2.3 有限元热模拟分析 |
| 3 H型钢V形开裂控制工艺及其应用 |
| 4 结论 |
（5）异型坯连铸二冷区温度与应力的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 异型坯连铸工艺概述 |
| 1.2.1 异型坯连铸技术的发展简史与现状 |
| 1.2.2 发展异型坯的意义及其连铸特点 |
| 1.3 连铸中的凝固传热机制与应力研究现状 |
| 1.3.1 铸坯凝固传热机制 |
| 1.3.2 二冷区坯壳受力状态 |
| 1.3.3 连铸的质量缺陷与冶金准则 |
| 1.4 二冷配水控制与仿真模拟 |
| 1.4.1 二冷配水控制 |
| 1.4.2 水量分配 |
| 1.4.3 二冷仿真模拟 |
| 1.5 本文研究背景及主要创新点 |
| 1.5.1 课题来源及研究内容 |
| 1.5.2 主要创新点 |
| 第2章 工业条件下异型坯表面温度变化规律 |
| 2.1 连铸设备及工艺条件 |
| 2.1.1 异型坯连铸机概况 |
| 2.1.2 设备工艺参数 |
| 2.2 铸坯测温试验 |
| 2.2.1 试验目的与研究方法 |
| 2.2.2 工业试验结果 |
| 2.3 试验结果分析 |
| 2.3.1 异型坯断面温度分析 |
| 2.3.2 异型坯纵向温度分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 异型坯凝固传热的数值模拟 |
| 3.1 凝固传热数学模型的建立 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 传热平衡方程 |
| 3.1.3 初始条件与边界条件 |
| 3.1.4 钢的物性参数 |
| 3.2 异型坯温度场仿真模拟结果 |
| 3.2.1 数学模型验证 |
| 3.2.2 二维温度场计算结果 |
| 3.2.3 三维温度场计算结果 |
| 3.3 工艺参数对铸坯凝固传热的影响 |
| 3.3.1 拉速对凝固传热过程的影响 |
| 3.3.2 过热度对凝固传热过程的影响 |
| 3.3.3 水量对凝固传热过程的影响 |
| 3.4 异型坯断面温度分析 |
| 3.5 凝固坯壳厚度 |
| 3.5.1 基准条件下坯壳厚度 |
| 3.5.2 拉速对坯壳厚度的影响 |
| 3.5.3 过热度对坯壳厚度的影响 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 异型坯二冷与矫直过程中应力应变的模拟分析 |
| 4.1 应力应变数学模型的建立 |
| 4.1.1 基本假设 |
| 4.1.2 应力应变基本方程 |
| 4.1.3 钢的高温力学性能参数 |
| 4.2 二冷区与矫直区坯壳的受力分析 |
| 4.2.1 铸坯断面受力分析 |
| 4.2.2 铸坯纵向受力分析 |
| 4.2.3 工艺参数对坯壳应力和铸坯质量的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（6）超薄异型坯单点浇铸中间包及结晶器内钢液行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 连铸技术概括 |
| 1.3 中间包冶金及研究现状 |
| 1.3.1 中间包的作用 |
| 1.3.2 中间包研究现状 |
| 1.4 异型坯连铸结晶器简介 |
| 1.4.1 异型坯连铸结晶器 |
| 1.4.2 浸入式水口 |
| 1.4.3 二次冷却技术 |
| 1.5 异型坯连铸发展现状及铸坯质量缺陷 |
| 1.5.1 异型坯连铸国内外发展现状 |
| 1.5.2 异型坯连铸坯质量缺陷分析 |
| 1.6 研究的目的及主要内容 |
| 1.6.1 研究的目的及意义 |
| 1.6.2 研究的主要内容 |
| 第二章 中间包及结晶器流场的物理模拟研究 |
| 2.1 水模拟实验原理 |
| 2.2 中间包及结晶器主要工艺参数 |
| 2.3 中间包及结晶器水模拟实验装置 |
| 2.3.1 中间包水模拟实验装置 |
| 2.3.2 结晶器水模拟实验装置 |
| 2.4 中间包及结晶器物理模拟实验方案 |
| 2.4.1 中间包水模拟实验方案 |
| 2.4.2 结晶器水模拟实验方案 |
| 第三章 中间包及结晶器流场的数值模拟研究 |
| 3.1 中间包内钢液行为数值模拟研究 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 边界条件 |
| 3.2 结晶器内钢液行为数值模拟研究 |
| 3.2.1 基本假设 |
| 3.2.2 控制方程 |
| 3.2.3 边界条件 |
| 第四章 中间包内钢液的行为研究 |
| 4.1 中间包稳态浇铸的物理模拟研究 |
| 4.1.1 稳态实验及分析方法 |
| 4.1.2 稳态实验结果分析 |
| 4.2 中间包非稳态换包浇铸的物理模拟研究 |
| 4.2.1 非稳态换包过程实验 |
| 4.2.2 非稳态换包过程实验结果分析 |
| 4.3 中间包稳态浇铸的数值模拟研究 |
| 4.3.1 中间包数值模拟的网格划分和求解方法 |
| 4.3.2 中间包计算结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结晶器内钢液的行为研究 |
| 5.1 结晶器内钢液行为的数值模拟研究 |
| 5.1.1 结晶器数值模拟的网格划分和求解方法 |
| 5.1.2 数值模拟结果与分析 |
| 5.1.3 结晶器数值模拟小结 |
| 5.2 结晶器内钢液行为的物理模拟研究实验及分析方法 |
| 5.2.1 结晶器实验方法 |
| 5.2.2 结晶器实验分析方法 |
| 5.3 结晶器内钢液行为的物理模拟研究结果分析 |
| 5.3.1 结晶器未吹气实验结果分析 |
| 5.3.2 结晶器吹气实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学研究成果 |
（7）异型坯结晶器振动对凝固行为的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 异型坯连铸 |
| 1.1.1 异型坯连铸简介 |
| 1.1.2 异型坯发展现状 |
| 1.1.3 异型坯发展的重要意义 |
| 1.2 异型坯结晶器振动 |
| 1.2.1 结晶器振动发展及研究现状 |
| 1.2.2 结晶器振动参数 |
| 1.3 异型坯表面缺陷及研究现状 |
| 1.3.1 异型坯表面缺陷 |
| 1.3.2 异型坯表面缺陷研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 前人研究的不足 |
| 1.4.2 本文研究内容 |
| 1.4.3 关键问题及创新点 |
| 第2章 理论分析 |
| 2.1 异型坯的凝固 |
| 2.2 铸坯与结晶器间润滑影响因素 |
| 2.2.1 保护渣 |
| 2.2.2 结晶器振动 |
| 2.3 铸坯摩擦力 |
| 2.3.1 摩擦力的成因 |
| 2.3.2 摩擦力的影响因素 |
| 2.3.3 摩擦力对裂纹产生的影响 |
| 2.4 有限元法 |
| 2.4.1 有限元法应用原理及分析步骤 |
| 2.4.2 传热方程 |
| 2.4.3 力学控制方程 |
| 2.5 本文所使用到的软件 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 振动参数对摩擦力的影响 |
| 3.1 结晶器振动参数 |
| 3.1.1 结晶器振动形式 |
| 3.1.2 振动工艺参数 |
| 3.2 建立振动参数及摩擦力计算模型 |
| 3.2.1 振动参数计算模型 |
| 3.2.2 固液态渣膜面积的确定 |
| 3.2.3 液态摩擦力的计算 |
| 3.2.4 固态摩擦力的计算 |
| 3.3 振动参数与摩擦力的关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 结晶器摩擦力计算与分析 |
| 4.1 建立异型坯几何模型 |
| 4.1.1 模型的简化与假设 |
| 4.2 传热方程 |
| 4.2.1 物性参数的选取 |
| 4.2.2 保护渣物性参数 |
| 4.2.3 初始条件与边界条件 |
| 4.3 分析方法 |
| 4.4 摩擦力的计算 |
| 4.4.1 液态摩擦力 |
| 4.4.2 固态摩擦力 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 摩擦力对凝固应力应变行为的影响 |
| 5.1 未加摩擦力铸坯应力应变结果 |
| 5.2 加入摩擦力后铸坯应力应变结果 |
| 第6章 摩擦力对裂纹萌生与扩展的影响 |
| 6.1 金相显微实验 |
| 6.1.1 异型坯内部组织缺陷微观形貌 |
| 6.1.2 异型坯内部裂纹走向 |
| 6.2 建立模型 |
| 6.2.1 建立存在夹杂物-裂纹的多晶体模型 |
| 6.3 摩擦力对裂纹走向的影响 |
| 6.3.1 横向裂纹走向 |
| 6.3.2 纵向裂纹走向 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 企业导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（8）异型坯连铸结晶器内的热力耦合分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 数值模型 |
| 1.1 几何建模 |
| 1.2 模型的简化与假设 |
| 1.3 初始条件与边界条件 |
| 2 控制方程 |
| 2.1 传热方程 |
| 2.2 力学控制方程 |
| 3 分析方法 |
| 4 计算结果 |
| 4.1 温度场计算结果 |
| 4.2 应力计算结果 |
| 4.2.1 等效应力 |
| 4.2.2 最大主应力 |
| 5 结论 |
（10）H型钢异型坯连铸结晶器内气隙分布研究（论文提纲范文）
| 1 数学模型 |
| 1.1 模型假设及控制方程 |
| 1.2 初始及边界条件 |
| 2 分析方法 |
| 3 计算结果及分析 |
| 3.1 无锥度下铸坯温度场及应变 |
| 3.2 无锥度结晶器各面的收缩情况 |
| 3.3 无锥度下特殊位置的应变曲线 |
| 4 结论 |
四、结晶器内异型坯应力与裂纹关系数模研究（论文参考文献）
- [1]连铸异形坯表面裂纹萌生及扩展的机理与控制研究[D]. 杨改彦. 北京科技大学, 2022
- [2]异型坯连铸凝固过程与凝固组织数学模拟研究[D]. 马恺. 华北理工大学, 2020(02)
- [3]异型坯表面纵裂分析[A]. 高仲,常海. 2019全国高效连铸应用技术及铸坯质量控制研讨会论文集, 2019
- [4]H型钢V形开裂的缺陷研究与优化[J]. 邓爱军,蒲雪峰,左小坦,范鼎东,郑安民. 钢铁, 2019(08)
- [5]异型坯连铸二冷区温度与应力的数值模拟研究[D]. 陈庆. 安徽工业大学, 2019(07)
- [6]超薄异型坯单点浇铸中间包及结晶器内钢液行为研究[D]. 张闯. 安徽工业大学, 2019(07)
- [7]异型坯结晶器振动对凝固行为的影响[D]. 和保民. 华北理工大学, 2019(01)
- [8]异型坯连铸结晶器内的热力耦合分析[J]. 陈伟,郭高翔,于兴旺,王嘉琦,陈颖,杨改彦. 钢铁钒钛, 2017(06)
- [9]异型坯表面裂纹成因分析及控制措施[A]. 贾敬伟,李宗一,杨鹏辉. 第十一届中国钢铁年会论文集——S02.炼钢与连铸, 2017
- [10]H型钢异型坯连铸结晶器内气隙分布研究[J]. 王嘉琦,陈颖,陈伟,于兴旺,王宝祥,王增利. 铸造技术, 2017(05)