Ｖ０１．２６Ｎｏ．３

２００９安徽工业大学学报Ｊ．ｏｆＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｕｌｙ第２６卷２００９钜第３期７月

文章编号：１６７ｌ一７８７２（２００９）０３－－０２５８－－０４

中厚板堆冷温度场有限元模拟

陈燕。袁晓敏，郭文生

（安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山２４３００２）

摘要：利用ＡＮＳＹＳ分析软件模拟中厚板１６ＭｎＲ堆冷的温度场，采用／Ｍａｔ—ｐｍ软件计算热物性参数，通过试块实测温降曲线来校正模型。结果表明：试块的模拟结果和实验结果吻合较好，计算值和实测值的差小于１２℃。把校正后的模型及各项参数应用于实际生产过程中的堆垛预测，如中厚板１６ＭｎＲ堆垛１ｍ，环境温度为２５℃，精整拆堆时要求心部温度２００℃以下，所需要的参考堆垛时间至少为３３ｈ；堆垛１．５ｍ至少需要４３

关键词：中厚板；堆冷；温度场；有限元模拟

中图分类号：ＴＧｌ４２．３１文献标识码：Ａｈ。ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１６７１－７８７２．２００９．０３．０１５

ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｔａｃｋＣｏｌｄＰｌａｔｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＦｉｅｌｄ

ＣＩ－ＩＥＮＹ锄，ＹＵＡＮＸｉａｏ－ｍｉｎ，ＧＵＯＷｅｎ－ｓｈｅｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａ７ａｎｓｈａｎ２４３００２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆ１６ＭｎＲｓｔａｃｋｃｏｌｄｐｌａｔｅｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＡＮＳＹＳａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ１６ＭｎＲｐｌａｔｅｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＪＭａｔ—ｐｒｏ。Ｔｈｅｍｏｄｅｌｗａｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｏｐｃｕｒｖｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ１２℃．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｅｄｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｕｓｅｄ

１ｍ．ｔｈｅａｍｂｉｅｎｔｏｎｔｈｅａｃｔｕａｌｉｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｔａｃｋｉｎｇｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ．Ｗｈｅｎｐｌａｔｅ１６ＭｎＲｓｔａｃｋｉｎｇｉｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ２５℃ａｎｄｔｈｅｃｅｎｔｅｒ

ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｆｉｎｉｓｈｉｎｇａｎｄｓｔｒｉｋｉｎｇｐｌａｔｅｉｓｂｅｌｏｗ２００℃．ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｄｔｉｍｅｆｏｒｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｔａｃｋｉｎｇｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ３３ｈ；ｗｈｅｎｔｈｅｓｔａｃｋｅｒｉｓ１．５ｍ，ｉｔｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ４３ｈ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｔｅ；ｓｔａｃｋｃｏｏｌｉｎｇ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

国内的高强船板通常采用控制轧制工艺或采用正火状态交货。对于质量要求不高的中厚板，大多采用堆冷工艺对钢板进行冷却处理。合理利用堆垛技术可以大大提高钢板的延展性和冲击韧性，而且可以为工厂节约大量资金，减少厂房设备的投资１１－２１。但是堆垛钢板的心部温度无法准确测量，不同钢种、垛层高度及环境温度下，堆垛钢板合理的堆垛时间仅凭经验判断不够精确。在工业生产上进行堆冷试验，不仅操作麻烦而且代价昂贵，因此研究风险小、成本低、能全面揭示堆冷过程特性的数值模拟技术具有重要的现实意义酬。应用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ，建立三维瞬态中厚板堆冷温度场模型，模拟中厚板堆冷过程温度场，以优化堆冷技术、缩短堆冷时间、提高生产效率。

１实验材料和方法

大多数中厚板是低合金高强度结构钢，化学成份相差不大，模拟时选取南钢生产的１６ＭｎＲ钢进行试验，化学成份为（似／％）：ＣＯ．１７；Ｍｎ１．４３；Ｐ０．０１５；Ｓ０．０１０；Ｓｉ０．２７５；Ａ１Ｏ．０３；Ｎｂ０．０２；Ｎ０．００５。

ｍｍｘ９５ｍｍＸ利用实验室模拟冷却温降试验，校正有限元模型的各项参数。采用单块小试样，尺寸为２１０

５０ｍｍ，从侧面中心钻孔至试样心部，插入热电偶，用耐火棉封１２１，读取数据。利用校正好的模型，模拟工厂实

收稿日期：２００８１ｌ一１４作者简介：陈燕（１９８３－），女，新疆伊犁人。硕士生。