側(cè)噴退火爐鋁卷溫度場和應力場的數(shù)值模擬研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

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熱系數(shù)的確定。 本文針對鋁板退火實驗,建立了求解鋁板間導熱系數(shù)的熱傳導反問題模型,并采用遺傳算法對導熱系數(shù)進行優(yōu)化求解。在對鋁卷傳熱過程進行分析的基礎(chǔ)上,提出了側(cè)噴加熱方式的改進方法,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)鋁卷的溫度應力場進行了對比仿真。該研究不僅為側(cè)噴退火爐的設(shè)計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)實意義。主要工作如下: (1)針對鋁板退火實驗,采用二節(jié)點單元和Galerkin差分格式,建立了熱傳導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熱系數(shù)的熱傳導反問題模型。 (2)根據(jù)上述熱傳導反問題模型,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熱系數(shù)進行了求解。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)噴加熱的改進方法。利用熱傳導反問題得到的等效導熱系數(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)鋁卷的溫度場和應力場進行對比

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