鍛造用鋼錠凝固過程溫度場、應力場的數(shù)值模擬及其應用.pdf

1、大型鍛件質量的好壞與鋼錠的質量有密切關系，要獲得優(yōu)質鋼錠，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對鋼錠凝固過程進行了三維溫度場及應力場的數(shù)值模擬。 本文通過適當?shù)哪M計算假設，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、熱彈塑性應力場的數(shù)學模型，對13噸鍛造鋼錠和鋼錠模在凝固過程中溫度和應力場的分布變化進行了數(shù)值計算及分析。并據(jù)此和傳統(tǒng)鋼錠模設計經(jīng)驗，對原13噸鋼錠模進行了增加錐度和減小高

2、寬比的重新設計，同時對不同冒口比例的鋼錠模進行了模擬計算。計算結果驗證了在其他的設計參數(shù)不變的情況下，冒口比例的選取將會影響鋼錠的質量。因此，在進行鋼錠模設計時，應綜合考慮鋼錠的質量和成材率。 另外，本文對原鋼錠模和減薄壁厚的鋼錠模進行了對比模擬分析。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