基于有限差分法的金属复合板冷却过程温度分布预测

李亚冠，王涛,2，武越，李志强，马更生

基于有限差分法的金属复合板冷却过程温度分布预测

李亚冠1a,1b，王涛1a,1b,2，武越1b，李志强1a,1b，马更生1a,1b

（1. 太原理工大学 a. 机械与运载工程学院；b. 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心，太原 030024；2. 太原重型机械（集团）有限公司，太原 030027）

研究金属复合板在冷却过程中的温度变化规律以及经过冷却后金属复合板的表面及内部温度分布规律。利用二维有限差分法对金属复合板材冷却过程中的温度变化规律进行了分析，从理论上推导了使用等步长节点法求解温度的差分方程，通过设置合理的边界条件解决了金属复合板基板和复板接触界面互相影响的传热问题。通过设置等步长节点的有限差分法计算得出金属复合板冷却过程的温度变化规律以及冷却后金属复合板的表面及内部温度分布，对比有限元软件模拟计算和有限差分程序计算结果，得出结论。界面处温度高，越靠近两边温度越低，通过与有限元软件模拟计算作对比，验证了差分法计算的准确性。

复合板；接触；冷却；有限差分法；温度场

有限差分法是工程计算中常用的一种数值计算方法，其基本思想是将求解问题的定义域划分为有限个网格，用有限个网格节点代替连续的求解域。在网格点上利用数值微分公式把微商换成差商，从而把原定解问题离散为差分格式，进而利用计算机来进行数值求解[1]。应用于轧制领域，可求解板材加热、轧制和冷却过程中的温度场变化以及轧辊在轧制和冷却过程中的热凸度变化等[2]。……