基于圖像處理裂紋網簡化的連鑄輥壽命預測研究.pdf

1、在連鑄生產過程中，連鑄輥不可避免地會產生熱疲勞裂紋、磨損等問題，為確保經濟性并可循環(huán)利用，往往采用堆焊等技術對連鑄輥進行修復。裂紋網過密、擴展深度大會導致連鑄輥堆焊前車削量大，造成輥子材料浪費、加工耗時。為了兼顧充分利用連鑄輥剩余壽命與及時下線整修這兩方面，需要對連鑄輥的壽命進行預測，尋求合適的下線時機。
　　連鑄輥表面的熱疲勞裂紋是由于生產過程中周期性熱應力的影響產生，對于連鑄輥壽命而言是主要影響因素。本文對某一工況下拉矯輥進行

2、分析，得出了連鑄輥上循環(huán)熱應力的大小。結合實際工況確定了影響連鑄輥上的裂紋擴展為I型裂紋。從理論上分析了影響連鑄輥熱疲勞裂紋擴展的因素，研究了內壓力、拉力、彎矩和動態(tài)載荷對裂紋尖端應力強度因子擴展的貢獻。
　　以應力強度因子為參考變量，通過對不同合并準則進行比較，與連鑄輥實際工況相結合，確定了連鑄輥上裂紋的合并準則。采用MRF與 ICM聯(lián)合計算的方法對連鑄輥上主裂紋進行圖像分割提取，通過橫向與縱向像素對比，結合連鑄輥受力狀況，選擇

3、裂紋長度作為壽命預測的觀測量。
　　利用 FRANC3D軟件分析連鑄輥表面不同形狀、不同位置的微裂紋對主裂紋的影響，給出了主裂紋前緣的擴展規(guī)律，結合計算結果對裂紋網簡化提出了簡化準則，并確定了優(yōu)先級。就多個微裂紋對主裂紋的影響進行了線性疊加，同時以短軸與長軸比為0.3的橢圓裂紋為例給出了修正系數(shù)的主裂紋擴展最前端的應力強度因子計算公式。對比連鑄生產實際通鋼量與仿真實驗數(shù)據(jù)，驗證了將形狀函數(shù)作為橋梁，以連鑄輥輥面裂紋網中裂紋長度作為