側(cè)噴退火爐鋁卷溫度場和應(yīng)力場的數(shù)值模擬研究.pdf

1、在鋁卷的生產(chǎn)過程中，退火是熱處理工藝中最重要的工序之一。鋁卷溫度場的仿真研究為退火工藝的制定提供了理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。在鋁卷退火過程中，由于鋁卷層間存在間隙和油膜，引起了鋁卷徑向?qū)嵯禂?shù)的不確定性，因此研究鋁卷退火溫度場的首要問題是鋁卷層間導(dǎo)熱系數(shù)的確定。 本文針對鋁板退火實(shí)驗(yàn)，建立了求解鋁板間導(dǎo)熱系數(shù)的熱傳導(dǎo)反問題模型，并采用遺傳算法對導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解。在對鋁卷傳熱過程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了側(cè)噴加熱方式的改進(jìn)方法，并利用

2、ANSYS軟件分別對側(cè)噴加熱和傳統(tǒng)徑向加熱退火爐內(nèi)鋁卷的溫度應(yīng)力場進(jìn)行了對比仿真。該研究不僅為側(cè)噴退火爐的設(shè)計(jì)和退火工藝的制定提供理論依據(jù)，而且對提高傳熱效率，縮短退火周期，節(jié)約能源也有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。主要工作如下： （1）針對鋁板退火實(shí)驗(yàn)，采用二節(jié)點(diǎn)單元和Galerkin差分格式，建立了熱傳導(dǎo)正演問題的有限元模型，并在此基礎(chǔ)上建立了求解鋁板間導(dǎo)熱系數(shù)的熱傳導(dǎo)反問題模型。 （2）根據(jù)上述熱傳導(dǎo)反問題模型，分別采用L

3、evenberg-Marquardt算法、Gauss-Newton算法和遺傳算法對板間等效導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了求解。通過對比分析可知，遺傳算法不但能克服對初始值依賴，而且有更好的抗噪性能，為其他熱物性參數(shù)的優(yōu)化求解提供了新思路。 （3）通過對傳統(tǒng)徑向加熱退火爐內(nèi)鋁卷退火傳熱過程的分析，提出了采用側(cè)噴加熱的改進(jìn)方法。利用熱傳導(dǎo)反問題得到的等效導(dǎo)熱系數(shù)，建立了鋁卷的退火溫度場模型，并對徑向加熱和側(cè)噴加熱退火爐內(nèi)鋁卷的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行對比