研究铝合金连续铸轧数值模拟现状

铝合金的广泛的用途，使得对箔材质量的要求进一步提高，尤其是表面质量，这就要求其的铝合金的铸轧带坯也要提高其表面质量．这样才能保证铝箔的表面质量．要求在铸轧带坯在其生产过程中，要对其工艺参数进行严格调控．也要求对铸轧的设备和部件，尤其是铸嘴的结构进行合理的设计和改进，使其铝熔体在出口处的速度趋于均匀、温度趋于一致，这对提高铸轧板坯的质量，对后期减少铝箔生产中的表面的缺陷具有重要的生产价值［１－３］．本研究利用有限差分的ＳＯＬＡ－ＶＯＦ法，对铸嘴的结构进行数值模拟，研究了双辊铸轧铝合金的铸嘴结构对铝液流场及温度场分布的影响，优化其铸嘴内部的结构，使其优化为了三级分配的铸嘴，并对生产的板带坯质量进行了比较和分析．1铸嘴内部熔体流动数值模拟１．１铸嘴型腔流场的三维数学模型铝液在铸嘴中流动的过程，是非稳态流动，且具有自由表面粘性，采用有限差分ＳＯＬＡ－ＶＯＦ法对铝液在流动过程的温度和速度进行数值模拟．建立如下的流动模型：连续方程：鄣μ＋鄣ｖ＋鄣ｗ＝０（１）动量方程：鄣ｕ鄣ｔ＋ｕ鄣ｕ鄣ｘ＋ｖ鄣ｕ鄣ｙ＋ｗ鄣ｕ鄣ｚ＝－１ρ鄣ｐ鄣ｘ＋ｇｘ＋γ鄣２ｕ＋鄣２ｕ＋鄣２ｕ鄣鄣（２）鄣ｖ鄣ｔ＋ｕ鄣ｖ鄣ｘ＋ｖ鄣ｖ鄣ｙ＋ｗ鄣ｖ鄣ｚ＝－１ρ鄣ｐ鄣ｙ＋ｇｙ＋γ鄣２ｖ＋鄣２ｖ＋鄣２ｖ鄣鄣（３）鄣ｗ＋ｕ鄣ｗ＋ｖ鄣ｗ＋ｗ鄣ｖ＝－１鄣ｐ＋ｇｚ＋γ鄣２ｗ鄣ｘ２＋鄣２ｗ鄣ｙ２＋鄣２ｗ鄣ｚ２鄣鄣（４）式中，ρ为铝液密度；ｐ为压力；γ为动力粘度系数；ｇｘ、ｇｙ、ｇｚ为重力加速度；在ｘｙｚ坐标系中ｕ、ｖ、ｗ为三个方向上的速度矢量．Ｆ函数方程：鄣Ｆ＋ｕ鄣Ｆ＋ｖ鄣Ｆ＋ｗ鄣Ｆ＝０（５）能量方程：鄣Ｔ鄣ｔ＋ｕ鄣Ｔ鄣ｘ＋ｖ鄣Ｔ鄣ｙ＋ｗ鄣Ｔｖ鄣ｚ＝△Ｌ＋α鄣２Ｔ＋鄣２Ｔ＋鄣２Ｔ鄣鄣（６）式中，α＝λ／ρｃｐ，其中，α为热扩散系数，λ为导热系数；ｃｐ为比热容，ΔＬ为凝固潜热．１．２初始条件及边界条件１．２．１入口处初始条件和边界条件确定在实际生产过程中，前液箱中的液面是在一定范围内波动．假定其箱液面的高度是恒定值，势能坐标系建立在辊缝的中心线上，铝液在不同势能的液面高度的流动符合伯努力方程：ｐ０＋ρｇｈ＋１２ρｖ０２＝ｐ１＋ρｇｈ１＋１２ρｖ１２（７）以铸嘴接口处与前箱的铝液为分析对象．前箱铝液的液面的压力ｐ０为大气压，此时忽略铝液的液面波动，其为恒定值，取其速度ｖ０为０，在该势能坐标系中，ｈ０＝Ｈ；ｖ１为流动速度；ｐ１为流动处的压力．铝液进入铸嘴的入口初始条件设为恒定值，即其具有恒定入口速率，或者是恒定入口压力［４－７］．在前阶段铸轧过程中，铝液进入铸嘴的入口速度，它是由由前箱铝液液面到铸嘴的高度差决定的，其所产生的压力决定了入口速度．当铝液到达并充满铸轧区后，会导致铸嘴内部铝液压力高于大气压，这就促使铸嘴入口处的铝液速度发生了变化，使流场区铝液依靠这个恒定的压力使其流动．铸嘴故此时，取铸嘴入口铝液压力的模拟数值取为ｐ１．铝液在铸嘴内部的表面和在铸轧辊面表面时，其铝液边界假设无滑移，界面的流体的速度设为０．１．２．２流动区域选取在实际生产工艺中，铝液流经铸嘴（铸嘴结构简图如图铝合金双辊铸轧铸嘴内部熔体流动数值模拟及对表面质量的影响郭彦宏，王金辉，李戬（青海大学机械工程学院，青海西宁810016）摘要：利用有限差分的SOLA-VOF 法，建立了三维温度场和流场的模型，在相同的条件下，数值模拟了一级和三级结构的铸嘴内部结构对铝液的流动温度和速度分布的影响.并通过试验得以验证，其结果表明采用优化的三级分流结构的铸嘴内部，使铝液的温度和速度分布更加均匀，改善了铸轧坯料的表面质量，使得后期生产铝箔的表面暗纹减少，提高了质量.关键词：铝合金；铸嘴；数值模拟；表面质量中图分类号：ＴＧ２７文献标识码：A文章编号：1673-260X （2012）08-0060-02Vol.28No.8Aug.2012赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第28卷第8期（下）2012年8月６０－－１所示），然后到达铸轧区，通过轧辊完成铸轧的过程．在实际模拟过程中，流动区选为铸轧区和铸嘴之间，在这个范围内观察铝液的温度、流动场的分布规律．2数值模拟结果分析及试验验证２．１数值模拟结果分析图２为铝液在铸嘴内部温度场模拟结果，其结构为图１所示的一级分流结构，设定为上述的初始条件．从图２中可以看出，铝液在铸嘴内部中间部分的温度高于边界部分，在中间部分的温度为６９７℃左右，高出边部大约１０℃左右．其结果表明，在这种一级分流结构的铝液温度分布不均匀，这是由于铝液在铸嘴内部的速度不均匀造成的，其就表明中间铝液的流速较大，而边界部分的流速较小．与模拟条件相似的情况下，其铸轧实验结果如图２（ｃ）所示，从中可以看出，在实际生产过程中，由于铸嘴内部温度和速度不均匀，使得铝液在铸轧结晶时，产生了偏析，在铝板上形成明显的条纹，在用其生产的铝箔中最终也表现为明暗条纹和其它一些纵向条纹．试验结果表明其模拟结果的具有一定的可信性．由于在整个模拟过程中，假设与铝液周围的接触介质均为保温材料，而在实际生产过程中铝液与轧辊之间存在热传导现象，因此模拟温度高于实际生产工艺，但铸嘴的温度的分布规律与模拟的是一致的．为了获得一个温度分布均匀，速度一致的流场，优化了铸嘴内部的分流结构，将原有铸嘴内部的分流块的位置和形状做了调整，形成一个简单的三级分流结构．在相同的初始条件下进一步进行了温度场和流场的模拟．其结果表明，这种三级分流结构的铸嘴内部的温度场和流场的分布较为均匀．２．２试验验证图２（ｂ）是经过优化的三级铸嘴结构的温度分布规律．从图２（ｂ）中可以看出，铸嘴内部温度分布较为均匀，在中间与边界的温度差小于２℃．由此可见，这种三级分流结构的铸嘴内部的温度均匀，流动速度趋于一致．尤其要指出的是，在铸轧区垂直于铸轧方向上，铝液温度均匀，这十分有利于其铸轧结晶成形．图２（ｄ）是优化后的三级分流结构的铸嘴工艺试验结果，从中可以看出，采用这种优化的三级分流结构的铸嘴制备出的铸轧板坯的质量良好，表面没有明暗条纹，为后续制备表面质量优良的铝箔轧制奠定了良好的基础．同时也验证模拟结果，以及依靠模拟优化的结构的可靠性．3结论在铝合金铸轧工艺中，利用计算机数值模拟的方法，可以根据结果，优化铸嘴内部结构，从而使铝液在铸嘴内部的温度和速度分布均匀化，有利的提高了铝合金铸轧的质量，因而使后期的铝箔生产奠定了基础，对指导实际生产工艺，提高产品质量具有一定的指导意义．———————————————————参考文献：〔1〕王波，张捷宇，张胤，等.双辊薄带连铸过程数学物理模拟研究[J].内蒙古科技大学学报，2008(01).〔2〕张纬栋，任三兵，杜锋，等.双辊薄带连铸布流系统研究[J].过程工程学报，2009(S1).〔3〕陈守东，陈敬超，吕连灏.双辊连续铸轧纯铝薄带凝固微观组织模拟及验证.航空材料学报，2012(03).〔4〕彭成章，胡忠举，黄明辉.铝熔体在铸嘴型腔中的传热及凝固现象分析[J].中南工业大学学报(自然科学版)，2003，34(1)：70-73.〔5〕周英，黄明辉，钟掘.铝铸轧流场有限元模拟计算方案合理性的探讨[J].中国有色铝合金学报，2005，15(7)：1100-1106.〔6〕邓圭玲，段吉安，钟掘.双辊铸轧铸嘴内部铝液流动的三维数值仿真[J].中南大学学报(自然科学版)，2005，36(4)：615-620.〔7〕SARIOGLUK ，YILDIZBAYRAKG ，DUNDARM.Comput ersimul at ion of metal feeding used in twin roll casting[A].LightMet als 2000[C].Warren Dale ：TMS ，2000.图１铸嘴结构简图图２模拟、实验结果ａ优化前模拟效果ｂ优化分流结构铸嘴模拟效果ｃ未优化前实验结果ｄ优化后实验结果６１－－。

《铝热连轧机轧制力预报及模型自学习》篇一摘要：本文主要探讨铝热连轧机轧制力的预测方法以及模型自学习的实际应用。

首先介绍了铝热连轧机在工业生产中的重要性，接着详细分析了轧制力预测的难点及意义，最后阐述了模型自学习在轧制力预测中的具体应用与成果。

本文旨在为相关领域的理论研究与实际生产提供有益的参考。

一、引言铝热连轧机作为现代金属加工的重要设备，其轧制力预测的准确性和模型的自学习能力对于提高生产效率、降低能耗、保证产品质量等方面具有至关重要的作用。

因此，本文对铝热连轧机轧制力预测和模型自学习进行深入研究，以期为相关领域的研究与应用提供理论支持和实践指导。

二、铝热连轧机及其重要性铝热连轧机是一种用于连续轧制金属板材的机械设备，广泛应用于铝、铜等金属的加工生产中。

其工作原理是通过连续轧制，将金属坯料加工成所需规格和性能的金属板材。

在铝材加工行业中，由于铝材具有优异的导热性能和可塑性，因此铝热连轧机在铝材加工中具有举足轻重的地位。

三、轧制力预测的难点与意义轧制力是铝热连轧机加工过程中的关键参数之一，其大小直接影响产品的质量、设备的能耗和设备的维护成本。

然而，由于材料性能、温度、轧制速度等因素的影响，轧制力的预测存在较大难度。

因此，准确预测轧制力对于提高产品质量、降低能耗和延长设备寿命具有重要意义。

四、轧制力预测方法目前，常用的轧制力预测方法包括经验公式法、有限元法、神经网络法等。

其中，经验公式法基于大量的实验数据和经验公式进行预测，简单易行但精度较低；有限元法通过模拟实际轧制过程来预测轧制力，具有较高的精度但计算复杂；神经网络法则通过学习大量数据来建立输入与输出之间的非线性关系，具有较高的预测精度和较强的自学习能力。

五、模型自学习在轧制力预测中的应用模型自学习是近年来兴起的一种机器学习方法，其核心思想是通过不断学习和优化模型参数来提高预测精度。

在铝热连轧机的轧制力预测中，模型自学习可以有效地解决传统预测方法中存在的问题。

《基于有限元的铝合金管材挤压成形数值模拟》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金管材因其优良的物理性能和机械性能，广泛应用于航空、汽车、建筑等多个领域。

铝合金管材的挤压成形技术作为其重要的制造工艺之一，对产品的质量和性能具有重要影响。

因此，研究铝合金管材挤压成形的数值模拟技术，对于提高生产效率、优化工艺参数以及降低成本具有重要意义。

本文将基于有限元法，对铝合金管材挤压成形过程进行数值模拟，旨在为实际生产提供理论依据和指导。

二、有限元法在铝合金管材挤压成形中的应用有限元法是一种有效的数值计算方法，能够模拟复杂物理过程和材料行为。

在铝合金管材挤压成形过程中，有限元法可以模拟金属的流动、应力分布、温度变化等关键因素，为优化工艺参数和产品设计提供有力支持。

首先，通过建立铝合金管材挤压成形的有限元模型，可以实现对金属流动的精确模拟。

模型中应考虑金属的塑性变形、热传导、相变等物理过程，以及材料在不同条件下的力学性能。

此外，还需要对模型进行网格划分、边界条件设定等操作，以保证模拟结果的准确性。

其次，通过对有限元模型进行求解，可以得到挤压过程中各阶段的应力分布和温度变化情况。

这些数据可以帮助我们了解金属的流动规律和挤压过程中的潜在问题，为优化工艺参数提供依据。

三、铝合金管材挤压成形的数值模拟过程铝合金管材挤压成形的数值模拟过程主要包括前处理、求解和后处理三个阶段。

前处理阶段主要是建立有限元模型。

首先需要确定模型的几何尺寸、材料性能等参数。

然后进行网格划分，确保网格的密度和数量能够满足模拟精度的要求。

此外，还需要设定边界条件和初始条件，如挤压速度、温度等。

求解阶段主要是对有限元模型进行求解。

通过使用合适的求解器和方法，对模型进行迭代计算，得到各阶段的应力分布、温度变化等数据。

后处理阶段主要是对求解结果进行分析和处理。

通过绘制应力分布图、温度变化曲线等图表，可以直观地了解金属的流动规律和挤压过程中的潜在问题。

此外，还可以通过分析结果优化工艺参数和产品设计。

《基于有限元的铝合金管材挤压成形数值模拟》篇一一、引言铝合金因其良好的塑性、可加工性及抗腐蚀性等优点，被广泛应用于航空、汽车、机械等众多领域。

而管材作为一种重要的工业产品，其生产过程中的挤压成形技术显得尤为重要。

随着计算机技术的发展，有限元法在铝合金管材挤压成形数值模拟中得到了广泛应用。

本文旨在研究基于有限元的铝合金管材挤压成形数值模拟，为铝合金管材的生产与优化提供理论依据和指导。

二、铝合金管材挤压成形基本原理铝合金管材挤压成形是一种利用模具将加热的铝合金坯料挤压成所需形状的工艺。

在挤压过程中，坯料在挤压力的作用下发生塑性变形，经过模具的约束，形成所需形状的管材。

此过程涉及复杂的金属塑性变形和热力耦合等问题。

三、有限元法在铝合金管材挤压成形中的应用有限元法是一种用于求解复杂工程问题的数值计算方法。

在铝合金管材挤压成形过程中，通过有限元法可以模拟整个挤压过程，包括金属的流动、应力分布、温度变化等。

此外，有限元法还可以预测产品的力学性能和微观组织结构，为产品的优化设计提供依据。

四、铝合金管材挤压成形的数值模拟（一）模型建立建立准确的有限元模型是进行数值模拟的关键。

模型应包括坯料的几何尺寸、材料属性、挤压过程中的边界条件等。

同时，还需要根据实际生产情况设定合理的挤压速度、模具参数等。

（二）网格划分网格的划分对数值模拟的精度和计算效率有着重要影响。

在划分网格时，应考虑到金属流动的复杂性和模具的几何形状等因素，合理设置网格密度和类型。

（三）材料模型及本构关系在数值模拟中，需要设定铝合金的材料模型及本构关系。

常用的材料模型包括弹塑性模型、粘塑性模型等。

本构关系描述了材料的应力-应变关系，对模拟结果的准确性有着重要影响。

（四）求解过程在设定好模型、网格、材料模型及本构关系后，即可开始求解。

求解过程包括前处理、求解过程和后处理三个阶段。

前处理主要包括模型的建立和网格的划分，求解过程则是通过有限元软件进行计算，后处理则是对计算结果进行可视化处理和分析。

铝合金铸造数值模拟的研究现状与发展应用随着计算机技术的E速发展，铝合金的铸造发展步入了计•算机数值模拟时代。

利用高性能的计算机，铸造工厂和工程师可以对铝合金铸造过程进行仿真模拟，在实际生产前对铸造工艺参数进行验证或优化，对铸造结果和缺陷可以做到预先的了解，从而可以大大缩短工艺试验周期、确保铸件质量、提高工艺出品率、降低生产成本和废品损失，对实际生产有着极高的使用价值。

数值模拟在铝合金铸造中应用广泛，根据我的课题，作以下介绍。

一、铝合金铸造中数值模拟的发展现状在铝合金铸造中，金属液充型过程的流动过程非常复杂，准确描述金属液的流动是对流场进行模拟的关键，为此国内外的学者提出了很多有意义的计•算方法，以及能够准确地对金属液的充型流动进行描述，最终达到对过程分析的U的。

铝合金铸造过程中的充型凝固过程对产品的质量和性能起着至关重要的作用，国内外的学者经过数十年的研究，取得了很大的进展。

铝合金铸件在凝固过程中。

高温液态金属所含有的热量必须通过各种途径向铸型和周围环境传递，逐步冷却并进行凝固。

铸件凝固过程数值模拟的任务是建立铸件凝固过程汇总传热的数学模型，并通过数值方法进行求解。

从而得到铸件凝固过程的规律，预测铸件缺陷（缩孔、缩松）产生的可能性及位置。

铝合金的铸造缺陷如浇不足、卷气、缩松缩孔等都与液态金属的充型过程有关，因此对充型过程进行数值模拟非常必要。

铸造数值模拟软件通常被分为前处理模块、模拟的讣算模块、后处理模块三个部分。

而基于网格的剖分技术是数值模拟前后处理软件中的核心部分，也是前后处理软件所要完成的一项重要工作。

对于铸件凝固过程的数值技术一般有三种方法：有限差分法，有限元法和边界元法。

有限差分法是一种求解偏微分方程数值解的有效方法。

有限差分法最初是应用于铸件凝固过程的传热计•算中。

该方法具有以下优点：差分公式易导出、数据准备简单以及计算成本低，基于以上优点,FDM已经是口前最为广泛的数值算法。

同时,FDM有一定的局限性，它的计算网格一般都是正六面体单元,对于铸件壁厚比较薄以及曲面形状的就不能保证网格的精度准确性。

《基于有限元的铝合金管材挤压成形数值模拟》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展，铝合金管材因其良好的物理性能和加工性能，被广泛应用于汽车、航空、航天、电子等领域。

铝合金管材的挤压成形技术作为其生产过程中的关键环节，对产品的质量和性能具有重要影响。

因此，研究铝合金管材挤压成形的数值模拟技术，对于提高生产效率、优化工艺参数、降低生产成本具有重要意义。

本文基于有限元法，对铝合金管材挤压成形过程进行数值模拟，旨在深入探讨其成形过程中的力学行为及优化策略。

二、铝合金管材挤压成形的基本原理及特点铝合金管材挤压成形是指通过模具对加热后的铝合金坯料施加压力，使其在模具型腔内发生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的管材。

该过程具有以下特点：1. 挤压过程中涉及金属的塑性流动和固相变形；2. 模具设计对产品性能具有重要影响；3. 挤压成形过程中的温度、压力和速度等参数对产品质量具有显著影响。

三、基于有限元的数值模拟方法有限元法是一种广泛应用于解决复杂工程问题的数值计算方法。

在铝合金管材挤压成形过程中，采用有限元法进行数值模拟，可以有效地预测和优化挤压过程，提高产品质量和生产效率。

1. 有限元法的基本原理有限元法通过将连续体离散成有限个单元，对每个单元进行近似求解，从而得到整个结构的近似解。

在铝合金管材挤压成形过程中，将坯料和模具离散成有限个单元，通过求解每个单元的应力、应变等参数，得到整个挤压过程的力学行为。

2. 铝合金管材挤压成形的有限元模型建立建立铝合金管材挤压成形的有限元模型，需要考虑坯料的几何尺寸、材料性能、模具结构、摩擦条件、温度场等因素。

通过合理的模型建立和参数设置，可以准确地模拟铝合金管材挤压成形的整个过程。

四、数值模拟结果与分析通过数值模拟，可以获得铝合金管材挤压成形过程中的应力、应变、温度等参数的分布情况，从而分析挤压过程中的力学行为及优化策略。

1. 应力应变分析在铝合金管材挤压成形过程中，坯料在模具的作用下发生塑性变形，产生较大的应力。

大规格７０５０铝合金扁锭凝固过程中温度场和应力场的数值模拟／陶国林等・４０５・大规格７０５０铝合金扁锭凝固过程中温度场和应力场的数值模拟陶国林１’２，潘复生１，梁小平１（１重庆大学材料科学与工程学院，重庆４０００３０；２重庆工商大学实验实习中心，重庆４０００６７）摘要根据７０５０铝合金的传热特点，建立了热力耦合的热一弹性有限元分析模型。

对浇注过程的温度场、应力场进行了数值模拟，并获得其分布及变化情况。

关键词７０５０铝合金扁锭温度场热应力场数值模拟ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｂｏｕｔｔｈｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＦｉｅｌｄａｎｄＴｈｅｒｍａｌＳｔｒｅｓｓＦｉｅｌｄｏｆＬａｒｇｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ７０５０ＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙＢｉｌｌｅｔｓｉｎＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓＴＡＯＧｕｏｌｉｎｌ”，ＰＡＮＦｕｓｈｅｎ９１，ＬＩＡＮＧＸｉａｏｐｉｎ９１（１ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０；２ＴｈｅＣｅｎｔｅｒｏｆＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄＰｒａｃｔｉｃｅｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＢｕｓｉｎｅｓｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６７）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ７０５０ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｂｉｌｌｅｔｓ，ａｆｕｌｌｙｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｕｐｌｅｄｔｈｅｒｍｏ－ｅｌａｓｔｉｃＦＥＭｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄｉｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ７０５０ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｂｉｌｌｅｔｓ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ从浇注到冷却的过程中，铸锭经历了从高温到常温的变化，由于温度变化梯度大，极易产生质量缺陷。

铝合金液相线半连续铸造过程模拟的开题报告一、研究背景随着航空、汽车、船舶等重点行业的不断发展，对铝合金材料的需求量越来越大。

而半连续铸造技术作为一种高效、低成本的生产方法，被广泛应用于铝合金材料的生产过程中。

在半连续铸造过程中，液相线的形态和位置对铸件的质量和成形性能有着重要的影响。

因此，开展铝合金液相线半连续铸造过程的模拟研究具有重要的实际意义和科学价值。

二、研究内容及目标本文将利用数值模拟方法，对铝合金液相线半连续铸造过程进行模拟研究。

具体包括以下研究内容：1. 建立铝合金液相线半连续铸造过程的数学模型，包括热传导方程、流体力学方程、相变方程等。

2. 采用计算流体力学（CFD）软件，对液相线的形态和位置进行模拟计算。

3. 通过对模拟结果进行分析，探究液相线形态和位置对铝合金铸件质量和成形性能的影响机理。

4. 为进一步优化铝合金半连续铸造工艺提供理论支持。

本文的研究目标是深入了解铝合金液相线半连续铸造过程的物理现象，探究液相线形态和位置对铸件质量和成形性能的影响机理，为铝合金半连续铸造工艺的优化提供科学依据。

三、研究方法和步骤1. 收集相关文献，了解半连续铸造技术的基本原理和铝合金液相线形态的研究现状。

2. 建立铝合金液相线半连续铸造过程的数学模型，包括热传导方程、流体力学方程、相变方程等。

3. 选取适当的计算流体力学（CFD）软件，对液相线的形态和位置进行模拟计算，并分析计算结果。

4. 分析液相线形态和位置对铸件质量和成形性能的影响机理。

5. 结合实际铸造工艺，对模拟结果进行验证，并进一步优化半连续铸造工艺。

四、论文预期成果1. 建立了铝合金液相线半连续铸造过程的数学模型，包括热传导方程、流体力学方程、相变方程等。

2. 采用计算流体力学（CFD）软件，模拟计算液相线的形态和位置，并分析计算结果。

3. 探究液相线形态和位置对铸件质量和成形性能的影响机理，并为铝合金半连续铸造工艺的优化提供理论支持。

研究铝合金连续铸轧数值模拟现状摘要：我国现代的铝合金业发展方向是流程短、连续自动化、节约能源以及质量好。

高性能的铝制材料被广泛应用于各行各业之中,我国市场对高性能的铝制材料需求很大。

本篇文章主要讲了铝合金在连续铸轧的过程中数值模拟方法的种类和会出现的问题,并研究了国内现在铝合金连续铸轧的现状。

关键词：铝合金；连续铸轧；数值模拟当前我国生产铝板带材坯料（Aluminum Sheet Strip Blank）的方式包括热轧（Hot-rolling）以及连续铸轧（Continuous Cast Rolling），经由热轧加工而成的产品性能好,其中热连轧（Hot Continuous Rolling）是最先进的,由于需要进行的投资成本较大,导致我国并没有铝板带坯热连轧的生产线,我国铝板带坯的生产是运用双机架热轧,运用双机架热轧技术会让产品在精度以及性能上受到局限。

但是连续铸轧与热轧相比,连续铸轧技术需要投入的资金少，且生产流程比较短，能源消耗也比较低,所以连续铸轧技术在二十世纪八十年代的中国就飞速的发展起来并变成主流的铝板带材坯料生产方式,我国能进行铸轧的合金品种非常少,所以我国的高性能铝板带材都是要进口的,就需要我国的研究人员要积极的开发先进的连续铸轧技术以及工艺，这对我国未来的发展非常重要。

1进行具体的分析我国连续铸轧工艺随着我国连续铸轧技术的快速发展,通过运用连续铸轧工艺生产出来的铝合金板带坯增加了市场竞争。

我国在进行研究铝合金连续铸轧的数值模拟上取得了非常大的进步。

目前我国现代的连续铸轧工艺已经完全可以替代传统运用铸锭热轧工艺生产出的铝带坯。

我国的连续铸轧工艺已经全面达到在铝合金生产中的自动化控制。

铝加工业的不断发展让连续铸轧的设备也在一直变得更加先进。

我国最先进的连续铸轧机降低了后道工序的压力,也节约了在生产铝箔上的投资以及能源，大大的提升了工厂的生产效率,并在竞争激烈的市场中占有着举重若轻的重要地位。