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直过程的计算机模拟研究
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当前,高效连铸技术备受国内关注。高效连铸技术是一项系统技术,连铸坯的矫直技术就是其中起到重要作用的一项辅助技术。铸坯矫直是铸坯在外力作用下由弯变直的过程,已从铸坯的固态矫直发展到带液芯矫直技术;带液芯矫直技术也从传统的单点矫直、多点矫直发展到以奥钢联(VAI)渐近矫直、康卡斯特(CONCAST)连续矫直为代表的连续矫直技术,目前又开发出了等应变速率固定辊连续矫直的新型连续矫直技术。 本文采用弹塑性有限元分析法并借助于MSC.Marc软件平台,对厚度为230mm的板坯,在拉速为1.0m/min下,针对3套不同的辊列布置,分别进行单点矫直、四点矫直、连续矫直的有限元模拟,获得了矫直过程中连铸板坯的应力应变变化规律和温度变化规律,可为辊列设计和设备改造提供一个理论依据和指导。 本模拟研究结果如下: (1)铸坯在三种矫直方式下,等效应力数值在外表面最大,中部逐步降低,内弧侧比外弧侧更容易产生裂纹。铸坯等效应力和铸坯沿水平方向应力按单点矫直、四点矫直、连续矫直依次减小。 (2)单点矫直时,等效塑性应变和等效塑性应变速率急剧增大。等效塑性应变在出矫直点大约450mm的距离达到最大值1.1%;等效塑性应变速率由零急剧升高到1×10-3s-1,随后又下降到零。 (3)与单点矫直相比,四点矫直每一次的变形量大大减小,在四个矫直点附近,等效应变速率的峰值几乎相等,近似为4×10-4s-1。 (4)连续矫直等效塑性应变沿拉坯方向呈线性变化,由零逐步上升到最大值1.458%;等效塑性应变速率比较低且基本保持恒定,约为5×10-5s-1。连续矫直是比较理想的矫直方式。 (5)在矫直过程中,铸坯表面温度持续下降,中部温度在纵截面上差别较小,靠近下表面处有小幅度温度增大。
学术交流
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