如何基于有限元分析研究万能轧机辊热应力
时间:
2019-08-02

案例概述

万能轧机是由一对水平辊和一对立辊组成主机架,其四个辊的轴线在一个平面内,水平辊为主动辊,立辊为从动辊(有的轧机立辊也可驱动),可对轧件进行四面加工,并由二辊水平轧机做辅助机架(轧边机)。它的优点是:(1)由四个轧辊所组成的复杂断面孔型,可以使轧件断面上的各组成部分同时受到压缩,因而轧件变形较均匀,轧件断面上各部分的速度差较小;轧件的内应力小;(2)可用小直径的轧辊轧大号钢材,例如可轧出腿部较宽、腰部较高的工字钢,并且可轧制腿内侧无斜度的H型钢; (3)腿部和腰部的压下量可以单独调整,简化了轧机的调整工作,与常规轧法相比,可使产量提高1.8倍,作业率提高10%,轧辊消耗降低20%。而辊环是轧钢生产中的主要消耗备件之一。

如何基于有限元分析研究万能轧机辊热应力

轧钢时,辊环与热轧件接触,表面温度可达550-600℃,而辊环深部温度只有40℃左右,表面层合金体积膨胀,心部不膨胀,使表面金属受压应力,当表面层与冷却水接触后,温度下降,但其下面的金属仍然有较高的温度,热胀冷缩的原因又使表层金属受拉应力。

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如何基于有限元分析研究万能轧机辊热应力

通过对辊环做热结构耦合的有限元分析,从而了解万能轧机辊热应力,可以对辊环的疲劳寿命进行分析,并对辊环寿命时间进行估算,比传统实验更加快速、便捷、准确的为相关设计研发人员提供数据依据。

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