側噴退火爐鋁卷溫度場和應力場的數值模擬研究.pdf

1、在鋁卷的生產過程中，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和參考依據。在鋁卷退火過程中，由于鋁卷層間存在間隙和油膜，引起了鋁卷徑向導熱系數的不確定性，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的熱傳導反問題模型，并采用遺傳算法對導熱系數進行優(yōu)化求解。在對鋁卷傳熱過程進行分析的基礎上，提出了側噴加熱方式的改進方法，并利用

2、ANSYS軟件分別對側噴加熱和傳統(tǒng)徑向加熱退火爐內鋁卷的溫度應力場進行了對比仿真。該研究不僅為側噴退火爐的設計和退火工藝的制定提供理論依據，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，并在此基礎上建立了求解鋁板間導熱系數的熱傳導反問題模型。 （2）根據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)徑向加熱退火爐內鋁卷退火傳熱過程的分析，提出了采用側噴加熱的改進方法。利用熱傳導反問題得到的等效導熱系數，建立了鋁卷的退火溫度場模型，并對徑向加熱和側噴加熱退火爐內鋁卷的溫度場和應力場進行對比