唐钢h型钢项目f1轧机工作辊有限元分析

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1、唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析分析：于维民校核：审核：部国光　　　　　验收：傅冬齐：中国一重集团大连设计研究院二○一○年五月共7页第7页唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析前言受冶金连铸设备部的委托对唐钢H型钢项目F1轧机工作辊进行辊颈和扁头的有限元分析。以下是按上述要求所作的有限元分析。Ⅰ、辊颈部分一、模型的建立我们是在dell690工程工作站上，利用美国UGS公司的大型工程分析软件UGNX6.0进行的有限元分析。为了提高分析精度采用了空间的八节点六面体单元，对模型进行了剖分共划

2、分了116304个单元，122285个节点，1742个接触单元。二、边界条件及载荷为了使分析更接近实际，将坯料（简化）和轴承座（简化）放到分析模型中，在坯料和工作辊间、工作辊和轴承座之间分别建立接触，详见图2。这是一个4体接触的非线性接触有限元分析。共7页第7页唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析轴承座底部约束；坯料上施加700t的轧制力；剖开的辊端施加588KNm的最大轧制扭矩，详见图4。三、结果分析图1为工作辊的实体模型图。图1图2为工作辊的有限元实体模型图，详见图2。图2共7页第7页唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析图

3、3为工作辊的有限元模型图，图中的深蓝色的箭头为载荷，其余颜色的箭头为约束，红色的为接触单元，绿色的为单元。图3图4图4、图5为从不同角度观察到的工作辊辊颈的VONMISES应力图，范围为0.802—106MPa。最大应力在辊径靠近辊身R共7页第7页唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析45mm的过度圆弧上，为一高的应力集中区；距离辊身较远的R45mm的过度圆弧上，最大应力为96.5Mpa，为一较高的应力集中区；R70mm的过度圆弧上，最大应力为72.7Mpa，为一应力集中区；其余部分低于65Mpa。详见图4、图5。图5Ⅱ、扁头部分共

4、划分了56485个单元，80658个节点，7966个接触单元。为了使分析更接近实际，将套筒（简化）放到分析模型中，在套筒和扁头之间建立接触，详见图6。这是一个2体接触的非线性接触有限元分析。共7页第7页唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析套筒端部施加固定约束；扁头的剖面上施加588KNm的最大轧制扭矩，详见图7。图6为扁头的有限元实体模型图。图6图7共7页第7页唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析图7为工作辊的有限元模型图，图中的深蓝色的箭头为载荷，其余颜色的箭头为约束，红色的为接触单元，绿色的为单元。图8图9图8、图9为扁头

5、的VONMISES共7页第7页唐钢大型型钢项目F1轧机工作辊有限元分析应力图，范围为0.588—229MPa。最大应力在与套筒接触的棱角边缘处，为高的接触应力，详见图8；与套筒接触的棱角处应力普遍比较高，均为接触应力；R25mm的过度圆弧上，最大应力为107Mpa，详见图9；其余部分低于75Mpa。详见图8、图9。四、结语辊径部分的最大VONMISES为106Mpa；扁头部分的最大接触应力为229Mpa。共7页第7页