摘要：针对目前镁合金板材轧制过程轧辊温度控制方式精度差,易造成板材的板形、板厚及裂纹等缺陷,采用流体循环流动传热的方式对轧辊进行温度控制,建立轧辊、流体传热过程的流固耦合模型,基于FLUENT软件对二者间的流固耦合传热过程进行数值模拟及试验验证。结果表明:用该方法加热轧辊时,辊身表面温度呈线性分布,边部与中间的温差范围为3~7℃,轧辊有效轧制区间占轧辊总长85%~100%左右,且流体温度与速度对其影响较小;在不同流体温度和流速下,轧辊表面温度均呈速率减小的趋势上升,流体温度升高及流速增大时,轧辊温升速率增大;得出在不同加热条件下,轧辊表面平均温度T与加热时间t的关系式;轧辊表面平均温度的试验与模拟值的最大相对误差为6.29%。该模型可正确预测轧辊表面的平均温度,作为镁合金板材轧制模型的一部分,利于轧制过程中轧辊的'等温'控制,实现'镁合金板材的等温轧制'控制。

关键词：温度场 温度控制 镁合金 轧制工艺 流固耦合热传递 

单位：太原科技大学教育部重型机械工程研究中心; 太原030024; 澳大利亚伍伦贡大学机械材料与机电学院; 伍伦贡NSW2522澳大利亚