热应力耦合分析
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板坯连铸结晶器铜板热机耦合应力分析摘要:基于大型板坯连铸结晶器铜的热电偶测量温度数据的分析,获得了铜板温度场分布的基本规律,考虑到钢液,铸造、铜盘、和接触介质的物理参数随温度变化的前提下依靠有限元软件ANSYS模铜盘耦合温度场的动态模拟,应力场与铜在三排热电偶高度上的温度分布及应力应变耦合规律,研究结果为了解铜板的应力/变形状态及铸件缺陷分析提供了良好的数据参考。
关键词:结晶器;铜板;热电偶;热机耦合应力;仿真1前言在连铸过程中,钢水经放热凝固后与铜板表面接触,凝固过程随壳体与铜板接触状态的变化而变化。
随着坯壳向下移动,坯壳与铜板之间的气隙逐渐形成,大大降低了结晶器的传热能力。
气隙的分布直接关系到铜板的工作形态,因为气隙的分布影响热阻,热阻又影响铜板表面的热流,进而影响铜板的应力状态和变形。
为了提高铸坯的质量和铸机的效率,有必要对铜板不同部位热-机械耦合的应力和应变状态进行研究。
因此,本文基于铜热电偶的测量数据的大板模具、铜盘的耦合应力和变形的模具在炼钢厂板坯连铸机采用有限元模拟和分析方法,以便对铸件生产提供了理论依据。
2实际浇注参数2.1浇注工况参数实际浇注参数如下:钢为普通中碳钢;中间包平均温度1545;连续浇注时间:90分钟;板坯截面尺寸分别为218 mm和2100 mm。
拉速1.1 m/ min;热电偶信号采集周期为1秒;固定侧和活动侧宽铜板厚度38.2mm;在窄边的东面和西面有36块铜板0.8毫米厚。
2.2 热电偶数据分析这个数据是连铸温度数据。
为了研究铜板稳态温度场的比电平,必须取热电偶数据趋于稳定时的温度值。
当铸件截面宽度为2100mm时,宽侧铜板上的热电偶均为热覆盖区,可作为铜板温度场分析的参考。
连铸机参数:2台二机二流直弧多点弯曲多点矫直板坯连铸机,铸坯厚度200mm,预留180mm。
坯料宽度900-1650mm,共11个扇形截面,1-7个弯曲矫直截面,8-11个水平截面。
西中所机组冶金段设计年生产能力300万吨,设计拉拔速度0.9-1.25m/min。