超薄快速铸轧这一高新技术在中国有着巨大的潜在市场。它是一项正在发展的新技术,涉及到多个学科的交叉与综合运用。本文主要针对铸轧过程中热力耦合问题进行探讨。探索一条合适铝薄板快速铸轧这一复杂多重非线性问题热力耦合分析的途径。采用分开分析然后用平衡与协调条件把它们联合起来的方法,解决过程热力仿真问题。 铸轧过程中,铸轧区金属液态与固态并存。建模时为了沿用现有的弹塑性力学有限元法,本文将计算域包括固态与液态。为了避免计算域不同状态单元刚度相差悬殊造成计算收敛困难甚至刚度矩阵奇异,对液态铝力学特性进行约定,使液态的应力状态与静水压相近,解决了铸轧模型中液态与固态并存的问题,在ANSYS中建立了铸轧过程有限元模型。热分析结果和力分析结果互相迭代时,利用网格重划分技术实现两个模型之间的场变量信息的传递,实现了铸轧热力耦合分析,并开发出用户程序。利用用户仿真分析程序,对多种工况进行了仿真研究。得出了铸轧过程中金属应力、应变和流动规律。对比分析多种工况的仿真结果,探讨了多个工艺参数相互影响。这些成果对理解和改善铸轧技术很有帮助。 本文根据超薄快速铸轧工业性实验,对其测试结果与有限元仿真的理论结果进行了对比分析。两者基本相符,有力地证明了本文的有限元模型和热力耦合仿真方法的正确性,以及本文结论的可靠性。