鍛造用鋼錠凝固過程溫度場、應(yīng)力場的數(shù)值模擬及其應(yīng)用.pdf

1、大型鍛件質(zhì)量的好壞與鋼錠的質(zhì)量有密切關(guān)系，要獲得優(yōu)質(zhì)鋼錠，必須控制鋼錠的凝固過程。本文采用大型通用有限元軟件ANSYS對鋼錠凝固過程進(jìn)行了三維溫度場及應(yīng)力場的數(shù)值模擬。 本文通過適當(dāng)?shù)哪M計(jì)算假設(shè)，考慮了材料性能隨溫度變化的特性，建立了鋼錠凝固過程瞬態(tài)溫度場、熱彈塑性應(yīng)力場的數(shù)學(xué)模型，對13噸鍛造鋼錠和鋼錠模在凝固過程中溫度和應(yīng)力場的分布變化進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算及分析。并據(jù)此和傳統(tǒng)鋼錠模設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對原13噸鋼錠模進(jìn)行了增加錐度和減小高

2、寬比的重新設(shè)計(jì)，同時對不同冒口比例的鋼錠模進(jìn)行了模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了在其他的設(shè)計(jì)參數(shù)不變的情況下，冒口比例的選取將會影響鋼錠的質(zhì)量。因此，在進(jìn)行鋼錠模設(shè)計(jì)時，應(yīng)綜合考慮鋼錠的質(zhì)量和成材率。 另外，本文對原鋼錠模和減薄壁厚的鋼錠模進(jìn)行了對比模擬分析。增加錠模壁厚可提高鋼錠的冷卻凝固速度；當(dāng)壁厚增加到一定程度之后，對凝固速度的影響就逐漸減弱，模壁上熱應(yīng)力隨壁厚增加而增大。因此，模壁既不能過薄也不宜過厚。 對凝固過程的數(shù)值