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上板梁铸钢件的铸造受力分析处理

文章出处:精密铸造厂 人气:发表时间:2019-03-15 09:40

  重型冶炼铸钢件铸造进度受力空间的探讨分析。
  1先容上板梁铸造工艺的基本情况
  本文拟模拟的上板梁基本剖面尺寸为长12.56米,宽5.88米,厚0.95米,毛重275吨,浇注重160吨,总钢435吨。上板梁铸造过程的草图。
  铸件采用三个小立管和一个大型立管进行送料。大型立管是迄今为止重型机械在铸造工艺设计中使用的最大立管。它是整个铸件中最慢和最隔离的冷却。部分。生产采用坑形,背砂用水玻璃石英砂,面砂用铬铁矿,厚度30-50mm。在侧面和底部放20块挂冷铁。
  另外,在预期应力较大的部分加入系带,以减少冷却凝固过程中铸件局部热裂和冷裂的可能性。铸件的浇注温度为1560-1570,凹坑中约28个天使的铸件最高温度小于350个拳击坑。由于铸件在凝固和冷却过程中的热作用时间长,在实际生产中容易发生收缩和收缩,热裂纹等缺陷,特别是在立管的根部,横向的长槽和几个大的。拐角处容易出现裂缝。给出了上板梁的化学成分。
  2Procast应力场模拟过程
  Procast是由美国UES开发的铸造过程模拟App。采用有限元(FEM)数值计算和综合求解方法描述铸件充型,凝固和冷却过程中的流场,温度场,应力场和电磁场。对于仿真分析,它是所有代工包装中集成度最高的现代CADCAE系统。 Procast的整个App包含6个模块。 Meshcast用于建立分析所需几何的有限元模型。预制用于设置分析模型的材料属性,边界条件和分析参数。 Datacast由上一个程序设置。指定的条件转换为可由Procast读取的文件,Procast是解决的计算器,Viewcast是解决的分析数据的输出,为工程师提供图形参考信息,并应用Procast模拟应力场模拟的整个过程。 。
  21有限元分析预处理
  有限元分析预处理包括三维模型建立,网格分割和模拟参数设置。在应力场模拟计算之前,首先建立整个铸造系统(包括铸件,模具,冷铁,流道和立管)的三维模型,然后在三维模型上进行有限元网格。网格划分是有限元分析的一个非常重要的部分。它直接影响计算的准确性,计算的效率和计算结果的存储空间。因此,合理的网格划分通常可以通过一半的努力获得两倍的结果。由于大家的计算机性能有限,为了缩短模拟时间以在可接受的计算时间内获得模拟结果,当网格被分割时网格单元尺寸增加,并且使用Procast的对称平面设置功能来给出整个计算区域。设置对称平面,并且仅划分一半区域用于计算。在本文中,通过上板梁铸造模型获得的有限元网格模型被划分为总共397,128个网格单元和总共83,606个节点。有限元网格划分完成后,需要设置模拟计算所需的各种参数,包括模拟体各部分材料的分布,各部分界面条件的设置,设置。边界条件,重力方向和大小。设置,初始条件设置和特定操作参数的设置。
  22应力场模拟结果分析
  (1)上板梁凝固冷却后的应力分布分析
  本文中应力场模拟的终止条件是当整个模拟体内的最高温度达到350时停止计算。当温度达到该温度时,铸件在坑内的保持时间足够,它可以用于拳击和落砂。此时,基本上确定了在凝固和冷却过程中由铸件产生的应力场的分布。此时整个上板梁的应力场分布。
  从图中可以看出,在凝固和冷却过程中应力集中的部分是长槽,水平和垂直体的交点,以及立管的根部,特别是在左边的根部。和小右提升者。
  (2)上板梁凝固冷却后的变形分析
  由于上板梁在凝固和冷却过程中将连续收缩,铸件将在所有方向上移位,并且由于铸件本身的结构和芯的阻挡作用而产生应力。当应力超过屈服强度时,将发生塑性变形。裂纹。图5和6分别是上板梁在凝固和冷却过程中在纵向和宽度方向上的位移分布,7是凝固冷却(新的亚临界萃取冷却的预设分析)和各个部分。上板梁产生的塑性应变分布。
  可以看出,整个铸件通常从大型立管位置的周边移位到中间,但由于模具和长槽芯的堵塞,左右两侧的两个小立管,水平和垂直的主体在角落相交并且很长。凹槽下方的半圆形凹口和大竖板不太可能移位,因此在这些部分处引起应力集中和塑性应变。可以看出,47中显示的结果更一致和一致。
  3个结论
  通过以上对上板梁凝固冷却过程的应力,位移和变形分布的模拟结果的分析,可得出以下结论:(1)立管的根部,特别是左侧的小立管根部和右侧,由于模具堵塞而集中,因此需要适当增加过渡圆角。
  (2)水平和垂直体之间的交叉点也被模具阻挡,不易自由收缩,导致应力集中。钢筋应放在左右角。
  (3)在横向长槽处,由于长泥芯自由收缩的困难而发生应力集中,应增加长芯的特许。
  (4)大提升管底部的半圆形缺口也容易发生收缩和应力集中,需要加固。
  通过对上板梁的模拟分析,可以看出应用Procast有限元分析App模拟大型铸钢件的应力场,可以得到与实际情况吻合良好的模拟结果,可以引导实际生产和加速设计。进步,优化设计,有效地帮助流程设计师最终确定最终流程计划。冶炼铸钢件铸造进度的力空间探讨
  1先容上板梁铸造工艺的基本情况
  本文拟模拟的上板梁基本剖面尺寸为长12.56米,宽5.88米,厚0.95米,毛重275吨,浇注重160吨,总钢435吨。上板梁铸造过程的草图。
  铸件采用三个小立管和一个大型立管进行送料。大型立管是迄今为止重型机械在铸造工艺设计中使用的最大立管。它是整个铸件中最慢和最隔离的冷却。部分。生产采用坑形,背砂用水玻璃石英砂,面砂用铬铁矿,厚度30-50mm。在侧面和底部放20块挂冷铁。
  另外,在预期应力较大的部分加入系带,以减少冷却凝固过程中铸件局部热裂和冷裂的可能性。铸件的浇注温度为1560-1570,凹坑中约28个天使的铸件最高温度小于350个拳击坑。由于铸件在凝固和冷却过程中的热作用时间长,在实际生产中容易发生收缩和收缩,热裂纹等缺陷,特别是在立管的根部,横向的长槽和几个大的。拐角处容易出现裂缝。给出了上板梁的化学成分。
  2Procast应力场模拟过程
  Procast是由美国UES开发的铸造过程模拟App。采用有限元(FEM)数值计算和综合求解方法描述铸件充型,凝固和冷却过程中的流场,温度场,应力场和电磁场。对于仿真分析,它是所有代工包装中集成度最高的现代CADCAE系统。 Procast的整个App包含6个模块。 Meshcast用于建立分析所需几何的有限元模型。预制用于设置分析模型的材料属性,边界条件和分析参数。 Datacast由上一个程序设置。指定的条件转换为可由Procast读取的文件,Procast是解决的计算器,Viewcast是解决的分析数据的输出,为工程师提供图形参考信息,并应用Procast模拟应力场模拟的整个过程。 。
  21有限元分析预处理
  有限元分析预处理包括三维模型建立,网格分割和模拟参数设置。在应力场模拟计算之前,首先建立整个铸造系统(包括铸件,模具,冷铁,流道和立管)的三维模型,然后在三维模型上进行有限元网格。网格划分是有限元分析的一个非常重要的部分。它直接影响计算的准确性,计算的效率和计算结果的存储空间。因此,合理的网格划分通常可以通过一半的努力获得两倍的结果。由于大家的计算机性能有限,为了缩短模拟时间以在可接受的计算时间内获得模拟结果,当网格被分割时网格单元尺寸增加,并且使用Procast的对称平面设置功能来给出整个计算区域。设置对称平面,并且仅划分一半区域用于计算。在本文中,通过上板梁铸造模型获得的有限元网格模型被划分为总共397,128个网格单元和总共83,606个节点。有限元网格划分完成后,需要设置模拟计算所需的各种参数,包括模拟体各部分材料的分布,各部分界面条件的设置,设置。边界条件,重力方向和大小。设置,初始条件设置和特定操作参数的设置。
  22应力场模拟结果分析
  (1)上板梁凝固冷却后的应力分布分析
  本文中应力场模拟的终止条件是当整个模拟体内的最高温度达到350时停止计算。当温度达到该温度时,铸件在坑内的保持时间足够,它可以用于拳击和落砂。此时,基本上确定了在凝固和冷却过程中由铸件产生的应力场的分布。此时整个上板梁的应力场分布。
  从图中可以看出,在凝固和冷却过程中应力集中的部分是长槽,水平和垂直体的交点,以及立管的根部,特别是在左边的根部。和小右提升者。
  (2)上板梁凝固冷却后的变形分析
  由于上板梁在凝固和冷却过程中将连续收缩,铸件将在所有方向上移位,并且由于铸件本身的结构和芯的阻挡作用而产生应力。当应力超过屈服强度时,将发生塑性变形。裂纹。图5和6分别是上板梁在凝固和冷却过程中在纵向和宽度方向上的位移分布,7是凝固冷却(新的亚临界萃取冷却的预设分析)和各个部分。上板梁产生的塑性应变分布。
  可以看出,整个铸件通常从大型立管位置的周边移位到中间,但由于模具和长槽芯的堵塞,左右两侧的两个小立管,水平和垂直的主体在角落相交并且很长。凹槽下方的半圆形凹口和大竖板不太可能移位,因此在这些部分处引起应力集中和塑性应变。可以看出,47中显示的结果更一致和一致。
  3个结论
  通过以上对上板梁凝固冷却过程的应力,位移和变形分布的模拟结果的分析,可得出以下结论:(1)立管的根部,特别是左侧的小立管根部和右侧,由于模具堵塞而集中,因此需要适当增加过渡圆角。
  (2)水平和垂直体之间的交叉点也被模具阻挡,不易自由收缩,导致应力集中。钢筋应放在左右角。
  (3)在横向长槽处,由于长泥芯自由收缩的困难而发生应力集中,应增加长芯的特许。
  (4)大提升管底部的半圆形缺口也容易发生收缩和应力集中,需要加固。
  通过对上板梁的模拟分析,可以看出应用Procast有限元分析App模拟大型铸钢件的应力场,可以得到与实际情况吻合良好的模拟结果,可以引导实际生产和加速设计。进步,优化设计,有效地帮助流程设计师最终确定最终流程计划。

此文关键字:上板梁铸钢件的铸造受力分析处理

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