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电工硅钢是一种重要的磁性材料,主要用于制造各种电机和变压器的铁芯。但目前我国硅钢生产的实际情况是产能不足,产品结构不合理、成材率不高,产品质量存在诸多问题。电磁性能是硅钢具有的最主要的物理性能。影响硅钢电磁性能的主要因素有:晶粒大小,晶粒取向,夹杂物的影响,化学成分,硅钢片的厚度以及轧制工艺。轧制工艺的优劣可以大大地影响硅钢的质量。例如上海宝钢在硅钢的试生产当中遇到了这样的问题:钢锭脱模后呈红热状态送到锻轧车间的加热炉中进行再加热,工艺要求一般加热到1200℃以上锻轧成坯,在轧坯表面上时常发现有细小的裂纹,浅而密集成群,造成磨削困难甚至报废,导致经济损失,严重阻碍生产的发展。 轧钢是一项极其复杂的系统工程,各个工艺环节都可能影响成品的质量。本文基于浙江大学与上海宝山钢铁公司合作的一个项目,对硅钢的轧制工艺和热应力场建模等问题进行了研究。该项目的研究目的是:通过建立硅钢板坯热应力场预报模型,以分析不同工艺、冷却过程的温度场、热应力场,研究铸坯、中间坯裂纹形成的机理,得到最佳工艺参数,并建立硅钢开裂与各工艺参数的关系模型与分析平台。 本文介绍了这个项目的一些阶段性成果。 全文共六章。第一章是绪论,介绍了本文的课题背景、项目实施方案、本文主要研究内容及其组织结构。第二章阐述了硅钢的性能要求,分析了硅钢组织成分和轧制工艺对硅钢性能的影响。第三章介绍了应力、应变、塑性变形、热应力等基本概念,提出了两种屈服准则,分析了硅钢坯料在热弹性变形和热塑性变形两种条件下的应力与温度的关系。在第四章中,对硅钢板坯建立了一个温度场数学模型,并对物性参数和工况参数的获取方法进行了探讨,并且设计了用于获得对流系数的试样。在第五章中,分析了有限元法的思想,探讨了ANSYS在热分析方面具有的强大功能,并且利用ANSYS软件根据已经测得的硅钢数据进行了一次应力场仿真。在最后一章,对自己的工作作了一次总结,提出了不足之处,指出了今后努力的方向。