軋輥疲勞裂紋擴展的有限元方法模擬.pdf

1、軋輥是實現(xiàn)工業(yè)軋制過程中金屬軋制變形的最直接工具，無論是冷軋制或是熱軋制，軋輥都要承受較大的熱應力和機械應力的共同作用。特別是對于型鋼軋制軋輥，在軋制過程中還經(jīng)常發(fā)生斷輥事故。如果考慮到因軋輥早期報廢消耗而帶來的生產(chǎn)停機、降低產(chǎn)量和設備維護費用等其它因素，則其所占生產(chǎn)成本的比重會更高。因此，對已出廠軋輥和正在使用的軋輥進行疲勞性能分析測試，對已產(chǎn)生裂縫的軋輥進行有限元模擬來計算其壽命，在很大程度上達到能夠降低生產(chǎn)成本，更加合理地來使用軋

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

3、過模擬，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)生的第三主應力明顯大于與軋件的接觸，沿軸向裂端節(jié)點第三主應力將會是影響裂紋發(fā)展的主要因素。在工作輥接觸軋件到軋制一周完成的過程中，徑向熱應力卻沒有什么大的幅度變化。綜合軋制力和熱應力來分析，在整個熱軋制過程中，當裂紋部分與支承輥接觸時，沿軸向裂端區(qū)域處是產(chǎn)生應力最大的地方，如果此處應力值高于工作輥抗壓強度極限值，就會產(chǎn)生塑性變形，更容易導致裂紋