Deform中厚板轧后冷却过程温度场的有限元模拟(3)
出口，充分利用轧机到矫直机之间的距离，增加冷却长度，达到增强冷却效果的目的[7]。
（3） 水幕冷却
水幕冷却的冷却特性最高；层流状态的水流，冷却速度快，冷却区距离短，对水质要求不高，易文护。缺点就是上下表面及整个冷却区不均匀；可调节的冷却速度范围小。适用于板带输出辊道上冷却；连轧机架间冷却。
冷却水以较低的压力从直缝条开关水嘴自然连续流出，形成平滑连续的幕状水流。由于水幕冷却不存在集管层流冷却各水流之间对钢板冲刷时形成的缝隙和相互干扰，在宽度方向上比集管层流冷却更为均匀和有效。
（4） 水-气喷雾冷却
水-气喷雾冷却用加压的空气使水雾化，水和高速空气流一起从喷嘴喷射出来的冷却方式称作汽．雾冷却(Adjustable accelerated Cooling，ADCO)。ADCO有两个作用：一是为了提高冷却能力用空气加速液滴；二是为了控制冷却能力用空气使液滴极微细化，而不需给太大的动量。所以ADCO适用于从空气冷却到强制水冷却极宽的冷却能力范围。使用空气和水的联合喷嘴的结构和配管系统较复杂，其冷却装置中喷嘴密度很大，且喷嘴在具有超音速状态下工作，水流和空气流管孔很小。ADCO对空气和水有严格的要求，一般要求使用过滤和除油后的空气，水要经过小于或等于500pm网眼的过滤器过滤。
它的优点是冷却均匀；冷却速度调节范围大；可实现单独风冷，弱水冷和强水冷。而缺点就是设备复杂，噪音大；对空气和水要求严格；车间雾气会腐蚀设备。因冷却能力范围大，所以适用于连铸二次冷却；以及极厚板或低抗拉强度，具有铁素体及珠光体／贝氏体显微组织的钢板。
（5） 喷淋冷却
喷淋冷却是指高密度，高压力的冷却水连续到达钢板表面并形成紊流，水流破断形成流涕冲击被冷却钢板表面的冷却方式。这种喷淋冷却渗透性强，冷却能力大，冷却较为均匀，适合气膜较厚的情况，冷却速度调节范围比较宽，但需要更高的压力，耗水量大，且喷嘴易堵塞，对水质要求较高。
（6） 板湍流冷却
板湍流冷却轧制后钢板直接进入水中淬火或快速冷却。冷却速度调节范围窄；耗水量大。它的应用较少。
1.3 有限元模拟技术在板带钢轧制中的应用
金属板带轧制过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程，既有材料非线性、几何非线性，又有边界接触条件非线性变化，因此其变形机理非常复杂，难以用准确的数学关系式来描述[5]。随着板带轧制技术的日益发展，人们对其在成型过程中的变形规律、变形力学的分析越来越重视。有限元技术随着大型有限元模拟软件的日益成熟和完善，已成为一种被广泛应用于板带轧制过程的有效的数值计算方法。
1.3.1 有限元模拟方法的分类
根据金属材料本构方程的不同，可将有限元模拟方法分为弹塑性有限元法和刚塑性有限元法两类。
弹塑性有限元法考虑了包括弹性变形的金属变形的全过程。在分析金属成型问题时，不仅能按变形路径得到塑性区的发展状况，工件中的应力、应变分布规律和几何形状的变化，而且还能有效地处理卸载问题，计算残余应力。刚塑性有限元法忽略了金属变形中的弹性效应，以速度场为基本量，形成有限元列式。这种类型主要有刚塑性有限元法和刚粘塑性有限元法。刚塑性有限元法虽无法考虑弹性变形问题和残余应力问题，但计算程序大大简化。在弹性变形较小甚至可以忽略时，采用刚塑性有限元法可达到较高的计算效率。
1.3.2 有限元计算方法
通常采用的有限元计算方法有隐式静力算法和动态显式算法两种。
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