熱應(yīng)力對(duì)萬(wàn)能軋機(jī)軋輥?zhàn)冃渭捌淦趬勖绊懛治鲅芯?pdf

1、軋輥?zhàn)鳛檐堜撋a(chǎn)的主要工具,使軋件在軋輥的擠壓下產(chǎn)生塑性變形,是軋鋼生產(chǎn)中主要的受力部件。軋輥在熱軋生產(chǎn)中承受著周期性溫度和軋制力的交變載荷,使得軋輥發(fā)生孔型變化,同時(shí)在長(zhǎng)期工作情況下,軋輥內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)交變的應(yīng)力,軋輥受到損傷累計(jì)導(dǎo)致材料產(chǎn)生裂紋,當(dāng)應(yīng)力集中裂紋擴(kuò)展并斷裂使軋輥疲勞失效。
　　某鋼廠的萬(wàn)能軋機(jī)軋制H型鋼的軋輥出現(xiàn)了嚴(yán)重的裂紋和熱變形等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了型鋼的質(zhì)量,同時(shí)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。為判斷熱應(yīng)力對(duì)軋輥使用壽命

2、和變形的影響,本文基于彈性力學(xué)和熱力耦合分析方法,利用數(shù)值模擬進(jìn)行了研究,具體通過(guò)下面幾方面展開(kāi)研究:
　　首先,通過(guò)使用ANSYS有限元軟件,建立萬(wàn)能軋機(jī)軋輥三維實(shí)體模型,然后進(jìn)行材料參數(shù)的設(shè)置,將實(shí)體模型用八節(jié)點(diǎn)六面體單元進(jìn)行離散網(wǎng)格劃分,并建立軋輥的有限元模型。其次,對(duì)軋輥的溫度場(chǎng)進(jìn)行有限元分析。用APDL語(yǔ)言編制給軋輥添加循環(huán)邊界條件的程序,假設(shè)軋輥不旋轉(zhuǎn),而讓邊界條件繞軋輥?zhàn)儞Q以模擬軋輥本身的旋轉(zhuǎn),得到穩(wěn)定軋制狀態(tài)下的溫

3、度場(chǎng)分布情況。將所得結(jié)果與軋制力進(jìn)行耦合分析,求得穩(wěn)定軋制狀態(tài)下的應(yīng)力場(chǎng)分布及輥型變化情況。最后,基于軋輥的熱和力的耦合分析得到載荷時(shí)間歷程,運(yùn)用 ANSYS/Fe-safe軟件進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置,并繪制材料疲勞特性曲線,通過(guò)ANSYS后處理器查看疲勞壽命云圖,從而確定結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)斷面。基于溫度和力耦合分析、疲勞壽命的結(jié)果,提出改進(jìn)軋輥結(jié)構(gòu)的方案,并對(duì)改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱和力耦合分析及疲勞壽命的預(yù)測(cè),結(jié)果顯示軋輥的應(yīng)力由原來(lái)的366MP降為2