厚鋼板控制冷卻中的翹曲解析

1、 維普資訊 年 第 期 鋼 鐵 譯 文 集 （ ） 量 密 度 ， 冷 側(cè) （ 左 側(cè) 集 管 ） 水 弱 圖 （ ） 量 密 度 冷 卻 。 預(yù) 先 設(shè) 置 于 水 試 驗(yàn) 片 上 的 角 鋼 位 置 的 位 移 ， 過 檢 測 桿 用 通 計(jì) 算 結(jié) 果 與 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 及 其 考 察 溫 度變化 圖 所 示 為 關(guān) 于 板 厚 內(nèi) 點(diǎn) （ 兩 表 面 距 千 分 表 測 量 ， 出 冷 卻 中 試 驗(yàn) 片 的 翹 曲。 在 檢 試 驗(yàn) 片 上 安 裝 護(hù) 套 式 熱 電 偶 ， 以測 量 用 板 厚 內(nèi) 點(diǎn) 的 溫 度 。 處 及 中 心 位 置 ） 度 變 化 的 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果

2、與 溫 計(jì) 算結(jié)果 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 與計(jì)算 結(jié)果有著 比較 良 好 的一致 。 材料 離 計(jì) 算 左 衄 材 料 離右 。 兩 芷 碼 。 、 一 一呻 吣 時(shí) 間 （） （） 翹曲變化 時(shí) 間 （） （） 應(yīng)力變化 時(shí)問 （） 塑 性 應(yīng)變 變化 ） 圈 水 冷期 問翹 曲 、 力和 塑性 應(yīng) 變 的變 化 應(yīng) 從 冷 卻 開 始 到 止 的 溫 度 范 圍 內(nèi) 的冷卻 速 度 ， 按 材 的 順 序 變 化 。 村 材 因相 變 潛 熱 的 影 響 較 大 ， 材 料 的 冷 卻 速 度 最 低 。 雖 然 材 料 、 材 料 均 比 材 料 的 冷 卻速度 高 ， 由于 材 料 至 相 變

3、， 導(dǎo) 無 與 熱 系數(shù) 低 的 材 料 相 比冷 卻 速 度 增 高 。 在 下 溫 度 范 圍 內(nèi) ， 熱 系 數(shù) 的 影 響 導(dǎo) 處 于支 配地位 ， 材 料 的 冷 卻 速 度 最 低 。 不 論 何 種 材 料 ， 心 溫 度 與 表 面 溫 度 的 差 在 冷 中 卻初期是 非常大 的 ， 可達(dá) 上。 翹 曲行 為 在 圖 ， 為翹 曲隨時(shí)間變化 的計(jì) 算 中 （） 維普資訊 鋼 鐵 譯 文集 年 第 期 結(jié) 果 與 實(shí) 驗(yàn) 結(jié)果 的 比較 ， 為應(yīng) 力 隨 時(shí) 間 變 （） 化 的 計(jì) 算 結(jié) 果 ， 為 塑 性 應(yīng) 變 隨 時(shí) 間 變 化 的 （） 計(jì) 算 結(jié) 果 。應(yīng) 力 、

4、 性 應(yīng) 變 和 翹 曲 的符 號 ， 塑 以 試 驗(yàn) 片 中央 部 位 向 弱 冷 卻 側(cè) （ 側(cè) ） 移 的 方 左 位 向， 即強(qiáng) 冷 卻 側(cè) 收 縮 的 變 形 為 正 。 整 個 冷 卻 過 程 的翹 曲 計(jì) 算 結(jié) 果 與 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 有 著 比較 良 好的一致性 。 變 化 出現(xiàn) 于 從 冷 卻 開 始 秒 至 秒 期 間 。 該 冷 卻 初 期 決 定 殘 余 翹 曲 。 在 材 料 中 板 厚 中心不 發(fā)生 塑 性應(yīng) 變 ， 板厚 內(nèi)殘余性 應(yīng) 變 的分 布 較 小。 另外 ， 材 料 中 ， 冷 側(cè) 部 在 強(qiáng) 分 和弱 冷側(cè)部分 的塑性應(yīng) 變差最大 。上述情 況， 殘

5、余 翹 曲大 小順 序?yàn)?材 料 材料 材 料 相 對 應(yīng) 。 無相 變 材 料 的 翹 曲 極 值 僅 為 一 個 。 該 翹 曲的 最 大 值 （ 數(shù) ） 因 高 溫 區(qū) 域 屈 服 應(yīng) 正 ， 力 較 高 ， 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 較 低 ， 厚 內(nèi) 溫 度 梯 較 高 且 板 的 材 料 最 大 。 另 外 ， 材 料 、 材 料 存 在 個 翹 曲 極 值 ， 個 極 值 （ 小 ） 生 于 強(qiáng) 冷 第 極 產(chǎn) 側(cè)先 行 的相 變 膨 脹 。 圖 所 示 為 兩 表 層 （） 與 中 心 位 置 的 應(yīng) 力 變 化 。 強(qiáng) 冷 側(cè) 及 弱 冷 側(cè) 表 層 的應(yīng) 力 曲線 與 翹 曲 曲線

6、非 常 相 似 ， 冷 側(cè) 弱 的應(yīng)力 曲線 比強(qiáng) 冷 側(cè)延 遲 數(shù) 秒 發(fā) 生 。 可 以認(rèn) 為 ， 些應(yīng)力 的大小和二 者時(shí) 間上的差 異 、 這 與 結(jié)論 為解 析 厚 鋼 板 控 制 冷 卻 中 的 溫 度 和 翹 曲 ， 成 了 熱 塑 性模 型 ， 討 了 該 模 型 的 妥 當(dāng) 作 研 性。 （ ） 行 了 鋼 ， 實(shí) 進(jìn) ， 驗(yàn) 結(jié) 果 與 計(jì) 算 結(jié) 果 的 比較 研 究 ， 量 計(jì) 算 方 定 法 的 妥 當(dāng)性 獲得 了 確 認(rèn) 。本 計(jì) 算 方 法 可 期 望 應(yīng) 用 于厚 鋼 板 或 型 鋼 控 冷 卻 過 程 中 的翹 曲 控制 。 （ ） 過 本 解 析 ， 到 的

7、 有 關(guān) 材 質(zhì) 翹 曲 因 通 得 素 為 相 變 ， 服 應(yīng) 力 和 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 。 屈 的 場 合 ， 卻 速 度 越 高 相 變 強(qiáng) 度 越 低 ， 以整 冷 所 個 板 厚 內(nèi)相 變 時(shí) 期 的 差 和 相 變 膨 脹 較 小 ， 與 相 比翹 曲 較 小 。對 鋼 而 言 ， 鋼 弱 冷 側(cè) 表 層 與 強(qiáng) 冷 側(cè) 表 層 中相 變 時(shí) 間 的 差 異 和 相 變 膨 脹 較 大 ， 且 屈 服 應(yīng) 力 高 ， 而 翹 曲較 而 因 大 。 的 高 溫 區(qū)域 的 屈 服 應(yīng) 力 較 高 ， 所 以 冷 卻 中 的 翹 曲 極 大 （ 大 ） 比 最 值 鋼 大 。 的 導(dǎo) 熱

8、系 數(shù) 較 低 ， 因 而板 厚 內(nèi) 的 溫 度 梯 度 較 高 ， 生 了高 應(yīng) 力 ， 產(chǎn) 從 而使 翹 曲變大。 相 變膨 脹 時(shí) 間 的 差 異是 對 應(yīng) 的 。相 變膨 脹 大 的低 溫 轉(zhuǎn) 變 （ 始 溫 度 ） 料 的 一 方 開 材 較 大 。 材 料 翹 曲 的 第 一 支 配 因 子 為 相 變 。 材 料 的場 合 ， 變 溫 度 較 度 受 冷 卻 速 度 的 相 影 響較 大 ， 冷 卻 速 度 高 的表 層 相 變 溫 度 較 在 低 ， 在 冷 卻 速 度 低 的 中 央 部 位 相 變 溫 度 較 而 高 ， 而 在 整 個 板 厚 內(nèi) 相 變 產(chǎn) 生 的 時(shí) 問 差 較 因 小 。其 結(jié) 果 ， 由板 厚 內(nèi)相 變 膨 脹 時(shí) 間 差 異 引 起 的翹 曲變 小 了 。 殘余翹 曲的大 小 由初 期溫度分 布和 冷卻 過 程 發(fā) 生 的 板 厚 內(nèi)塑 性 應(yīng) 變 的 分 布 所 支 配 。 在本場合 ， 期溫度分 布是對 稱 的，