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上闆梁鑄鋼件的鑄造受力分析處理

文章出處:精密鑄造廠 人氣:發表時間:2019-03-15 09:40

  重型冶煉鑄鋼件鑄造進度受力空間的探讨分析。
  1介紹上闆梁鑄造工藝的基本情況
  本文拟模拟的上闆梁基本剖面尺寸為長12.56米,寬5.88米,厚0.95米,毛重275噸,澆注重160噸,總鋼435噸。上闆梁鑄造過程的草圖。
  鑄件采用三個小立管和一個大型立管進行送料。大型立管是迄今為止重型機械在鑄造工藝設計中使用的最大立管。它是整個鑄件中最慢和最隔離的冷卻。部分。生産采用坑形,背砂用水玻璃石英砂,面砂用鉻鐵礦,厚度30-50mm。在側面和底部放20塊挂冷鐵。
  另外,在預期應力較大的部分加入系帶,以減少冷卻凝固過程中鑄件局部熱裂和冷裂的可能性。鑄件的澆注溫度為1560-1570,凹坑中約28個天使的鑄件最高溫度小于350個拳擊坑。由于鑄件在凝固和冷卻過程中的熱作用時間長,在實際生産中容易發生收縮和收縮,熱裂紋等缺陷,特别是在立管的根部,橫向的長槽和幾個大的。拐角處容易出現裂縫。給出了上闆梁的化學成分。
  2Procast應力場模拟過程
  Procast是由美國UES開發的鑄造過程模拟軟件。采用有限元(FEM)數值計算和綜合求解方法描述鑄件充型,凝固和冷卻過程中的流場,溫度場,應力場和電磁場。對于仿真分析,它是所有代工包裝中集成度最高的現代CADCAE系統。 Procast的整個軟件包含6個模塊。 Meshcast用于建立分析所需幾何的有限元模型。預制用于設置分析模型的材料屬性,邊界條件和分析參數。 Datacast由上一個程序設置。指定的條件轉換為可由Procast讀取的文件,Procast是解決的計算器,Viewcast是解決的分析數據的輸出,為工程師提供圖形參考信息,并應用Procast模拟應力場模拟的整個過程。 。
  21有限元分析預處理
  有限元分析預處理包括三維模型建立,網格分割和模拟參數設置。在應力場模拟計算之前,首先建立整個鑄造系統(包括鑄件,模具,冷鐵,流道和立管)的三維模型,然後在三維模型上進行有限元網格。網格劃分是有限元分析的一個非常重要的部分。它直接影響計算的準确性,計算的效率和計算結果的存儲空間。因此,合理的網格劃分通常可以通過一半的努力獲得兩倍的結果。由于我們的計算機性能有限,為了縮短模拟時間以在可接受的計算時間内獲得模拟結果,當網格被分割時網格單元尺寸增加,并且使用Procast的對稱平面設置功能來給出整個計算區域。設置對稱平面,并且僅劃分一半區域用于計算。在本文中,通過上闆梁鑄造模型獲得的有限元網格模型被劃分為總共397,128個網格單元和總共83,606個節點。有限元網格劃分完成後,需要設置模拟計算所需的各種參數,包括模拟體各部分材料的分布,各部分界面條件的設置,設置。邊界條件,重力方向和大小。設置,初始條件設置和特定操作參數的設置。
  22應力場模拟結果分析
  (1)上闆梁凝固冷卻後的應力分布分析
  本文中應力場模拟的終止條件是當整個模拟體内的最高溫度達到350時停止計算。當溫度達到該溫度時,鑄件在坑内的保持時間足夠,它可以用于拳擊和落砂。此時,基本上确定了在凝固和冷卻過程中由鑄件産生的應力場的分布。此時整個上闆梁的應力場分布。
  從圖中可以看出,在凝固和冷卻過程中應力集中的部分是長槽,水平和垂直體的交點,以及立管的根部,特别是在左邊的根部。和小右提升者。
  (2)上闆梁凝固冷卻後的變形分析
  由于上闆梁在凝固和冷卻過程中将連續收縮,鑄件将在所有方向上移位,并且由于鑄件本身的結構和芯的阻擋作用而産生應力。當應力超過屈服強度時,将發生塑性變形。裂紋。圖5和6分别是上闆梁在凝固和冷卻過程中在縱向和寬度方向上的位移分布,7是凝固冷卻(新的亞臨界萃取冷卻的預設分析)和各個部分。上闆梁産生的塑性應變分布。
  可以看出,整個鑄件通常從大型立管位置的周邊移位到中間,但由于模具和長槽芯的堵塞,左右兩側的兩個小立管,水平和垂直的主體在角落相交并且很長。凹槽下方的半圓形凹口和大豎闆不太可能移位,因此在這些部分處引起應力集中和塑性應變。可以看出,47中顯示的結果更一緻和一緻。
  3個結論
  通過以上對上闆梁凝固冷卻過程的應力,位移和變形分布的模拟結果的分析,可得出以下結論:(1)立管的根部,特别是左側的小立管根部和右側,由于模具堵塞而集中,因此需要适當增加過渡圓角。
  (2)水平和垂直體之間的交叉點也被模具阻擋,不易自由收縮,導緻應力集中。鋼筋應放在左右角。
  (3)在橫向長槽處,由于長泥芯自由收縮的困難而發生應力集中,應增加長芯的特許。
  (4)大提升管底部的半圓形缺口也容易發生收縮和應力集中,需要加固。
  通過對上闆梁的模拟分析,可以看出應用Procast有限元分析軟件模拟大型鑄鋼件的應力場,可以得到與實際情況吻合良好的模拟結果,可以指導實際生産和加速設計。進步,優化設計,有效地幫助流程設計師最終确定最終流程計劃。冶煉鑄鋼件鑄造進度的力空間探讨
  1介紹上闆梁鑄造工藝的基本情況
  本文拟模拟的上闆梁基本剖面尺寸為長12.56米,寬5.88米,厚0.95米,毛重275噸,澆注重160噸,總鋼435噸。上闆梁鑄造過程的草圖。
  鑄件采用三個小立管和一個大型立管進行送料。大型立管是迄今為止重型機械在鑄造工藝設計中使用的最大立管。它是整個鑄件中最慢和最隔離的冷卻。部分。生産采用坑形,背砂用水玻璃石英砂,面砂用鉻鐵礦,厚度30-50mm。在側面和底部放20塊挂冷鐵。
  另外,在預期應力較大的部分加入系帶,以減少冷卻凝固過程中鑄件局部熱裂和冷裂的可能性。鑄件的澆注溫度為1560-1570,凹坑中約28個天使的鑄件最高溫度小于350個拳擊坑。由于鑄件在凝固和冷卻過程中的熱作用時間長,在實際生産中容易發生收縮和收縮,熱裂紋等缺陷,特别是在立管的根部,橫向的長槽和幾個大的。拐角處容易出現裂縫。給出了上闆梁的化學成分。
  2Procast應力場模拟過程
  Procast是由美國UES開發的鑄造過程模拟軟件。采用有限元(FEM)數值計算和綜合求解方法描述鑄件充型,凝固和冷卻過程中的流場,溫度場,應力場和電磁場。對于仿真分析,它是所有代工包裝中集成度最高的現代CADCAE系統。 Procast的整個軟件包含6個模塊。 Meshcast用于建立分析所需幾何的有限元模型。預制用于設置分析模型的材料屬性,邊界條件和分析參數。 Datacast由上一個程序設置。指定的條件轉換為可由Procast讀取的文件,Procast是解決的計算器,Viewcast是解決的分析數據的輸出,為工程師提供圖形參考信息,并應用Procast模拟應力場模拟的整個過程。 。
  21有限元分析預處理
  有限元分析預處理包括三維模型建立,網格分割和模拟參數設置。在應力場模拟計算之前,首先建立整個鑄造系統(包括鑄件,模具,冷鐵,流道和立管)的三維模型,然後在三維模型上進行有限元網格。網格劃分是有限元分析的一個非常重要的部分。它直接影響計算的準确性,計算的效率和計算結果的存儲空間。因此,合理的網格劃分通常可以通過一半的努力獲得兩倍的結果。由于我們的計算機性能有限,為了縮短模拟時間以在可接受的計算時間内獲得模拟結果,當網格被分割時網格單元尺寸增加,并且使用Procast的對稱平面設置功能來給出整個計算區域。設置對稱平面,并且僅劃分一半區域用于計算。在本文中,通過上闆梁鑄造模型獲得的有限元網格模型被劃分為總共397,128個網格單元和總共83,606個節點。有限元網格劃分完成後,需要設置模拟計算所需的各種參數,包括模拟體各部分材料的分布,各部分界面條件的設置,設置。邊界條件,重力方向和大小。設置,初始條件設置和特定操作參數的設置。
  22應力場模拟結果分析
  (1)上闆梁凝固冷卻後的應力分布分析
  本文中應力場模拟的終止條件是當整個模拟體内的最高溫度達到350時停止計算。當溫度達到該溫度時,鑄件在坑内的保持時間足夠,它可以用于拳擊和落砂。此時,基本上确定了在凝固和冷卻過程中由鑄件産生的應力場的分布。此時整個上闆梁的應力場分布。
  從圖中可以看出,在凝固和冷卻過程中應力集中的部分是長槽,水平和垂直體的交點,以及立管的根部,特别是在左邊的根部。和小右提升者。
  (2)上闆梁凝固冷卻後的變形分析
  由于上闆梁在凝固和冷卻過程中将連續收縮,鑄件将在所有方向上移位,并且由于鑄件本身的結構和芯的阻擋作用而産生應力。當應力超過屈服強度時,将發生塑性變形。裂紋。圖5和6分别是上闆梁在凝固和冷卻過程中在縱向和寬度方向上的位移分布,7是凝固冷卻(新的亞臨界萃取冷卻的預設分析)和各個部分。上闆梁産生的塑性應變分布。
  可以看出,整個鑄件通常從大型立管位置的周邊移位到中間,但由于模具和長槽芯的堵塞,左右兩側的兩個小立管,水平和垂直的主體在角落相交并且很長。凹槽下方的半圓形凹口和大豎闆不太可能移位,因此在這些部分處引起應力集中和塑性應變。可以看出,47中顯示的結果更一緻和一緻。
  3個結論
  通過以上對上闆梁凝固冷卻過程的應力,位移和變形分布的模拟結果的分析,可得出以下結論:(1)立管的根部,特别是左側的小立管根部和右側,由于模具堵塞而集中,因此需要适當增加過渡圓角。
  (2)水平和垂直體之間的交叉點也被模具阻擋,不易自由收縮,導緻應力集中。鋼筋應放在左右角。
  (3)在橫向長槽處,由于長泥芯自由收縮的困難而發生應力集中,應增加長芯的特許。
  (4)大提升管底部的半圓形缺口也容易發生收縮和應力集中,需要加固。
  通過對上闆梁的模拟分析,可以看出應用Procast有限元分析軟件模拟大型鑄鋼件的應力場,可以得到與實際情況吻合良好的模拟結果,可以指導實際生産和加速設計。進步,優化設計,有效地幫助流程設計師最終确定最終流程計劃。

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