軋輥疲勞裂紋擴(kuò)展的有限元方法模擬.pdf

1、軋輥是實(shí)現(xiàn)工業(yè)軋制過(guò)程中金屬軋制變形的最直接工具，無(wú)論是冷軋制或是熱軋制，軋輥都要承受較大的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的共同作用。特別是對(duì)于型鋼軋制軋輥，在軋制過(guò)程中還經(jīng)常發(fā)生斷輥事故。如果考慮到因軋輥早期報(bào)廢消耗而帶來(lái)的生產(chǎn)停機(jī)、降低產(chǎn)量和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等其它因素，則其所占生產(chǎn)成本的比重會(huì)更高。因此，對(duì)已出廠軋輥和正在使用的軋輥進(jìn)行疲勞性能分析測(cè)試，對(duì)已產(chǎn)生裂縫的軋輥進(jìn)行有限元模擬來(lái)計(jì)算其壽命，在很大程度上達(dá)到能夠降低生產(chǎn)成本，更加合理地來(lái)使用軋

2、輥，是目前各軋鋼廠迫切希望得到解決的課題。
　　通過(guò)借用大型有限元軟件 ANSYS/LS-DYNA的動(dòng)力學(xué)分析模擬模塊，完成了含表面軸向裂紋熱軋工作輥軋制的動(dòng)力學(xué)過(guò)程模擬，并對(duì)含軸向表面裂紋熱軋工作輥裂端區(qū)域的應(yīng)力強(qiáng)度因子及其變化規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算分析，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的J積分的分析，對(duì)含軸向表面裂紋的熱軋工作輥還進(jìn)行了疲勞計(jì)算，得到了熱軋工作輥的使用壽命。最后，對(duì)熱軋工作輥裂紋擴(kuò)展所導(dǎo)致的失效原因進(jìn)行了計(jì)算分析。
　　本文通

3、過(guò)模擬，得知工作輥在熱軋條件下，工作輥表面軸向裂端區(qū)域受力狀態(tài)發(fā)生了很大變化，與支承輥接觸而產(chǎn)生的第三主應(yīng)力明顯大于與軋件的接觸，沿軸向裂端節(jié)點(diǎn)第三主應(yīng)力將會(huì)是影響裂紋發(fā)展的主要因素。在工作輥接觸軋件到軋制一周完成的過(guò)程中，徑向熱應(yīng)力卻沒(méi)有什么大的幅度變化。綜合軋制力和熱應(yīng)力來(lái)分析，在整個(gè)熱軋制過(guò)程中，當(dāng)裂紋部分與支承輥接觸時(shí)，沿軸向裂端區(qū)域處是產(chǎn)生應(yīng)力最大的地方，如果此處應(yīng)力值高于工作輥抗壓強(qiáng)度極限值，就會(huì)產(chǎn)生塑性變形，更容易導(dǎo)致裂紋