ANSYS在离心复合轧辊铸造过程中的应用.pdf

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1、应用与试验2013年第4期(第26卷，总第126期)·机械研究与应用·ANSYS在离心复合轧辊铸造过程中的应用边明茹，张龙(酒钢集团西部重工股份有限公司，甘肃嘉峪关735100)摘要：应用仿真软件ANSYS，结合轧辊实际生产实践数据，对离心复合轧辊铸造凝固过程的温度场进行仿真模拟，研究仿真结果为轧辊离心铸造制定合理的铸造工艺，提供科学的研究方法，并提高离心铸造轧辊的产品稳定性，对开发高性能的离心轧辊提供有效的设计依据和研究途径。关键词：ANSYS；离心复合轧辊；温度场中图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013

2、)04—0080—02ApplicationofANSYSinCastingforCentrifugalCompoundRollerBIANMing—ru．ZHANGLong(WesternHeavyIndustryCo．，Ltd．JISCO，JiayuguanC,ansu735100，China)Abstract：ByapplyingsimulationsoftwareANSYSandcombiningwithpracticaldataofrollerproduction，thetemperaturefieldatthecastinga

3、ndsolidificationofcentrifugalcompoundrollerissimulated，thesimulationresultprovidesscientificstudywaysforformulatingrationalcastingtechnologyofthecentrifugalcasting，andcanimprovetheproductstabilityofcentrifugalcastingrollers，whichprovidesdesignbasesandstudywaysfordevelopin

4、ghigh—poweredcentrifugalroller．Keywords：ANSYS；centrifugalcompoundroller；temperaturefield1ANSYS⋯及离心复合轧辊工艺行必要的简化，建立一个既能有利于有限元分析计算有限元分析是利用电子计算机进行数值模拟分又能较真实的反应实际凝固的模型。简化原则如下：析的方法，在工程技术领域中应用十分广泛，有限元(1)分析模型必须较准确全面的反应凝固过程计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的可中结构和传热的特点。靠依据。国际上著名的通用有限元软件有十几种，如(2)

5、有限元模型应与实际模型相似，对于影响不SAP、ANSYS、ADNIA等。ANSYS软件是集结构，热、大的局部模型在建模中可以进行适当简化。流体、电磁场、声场、耦合场分析与一体的通用分析软(3)在建立有限元模型时应，可以考虑模型的对件，其用户涵盖机械、航空航天、能源、土木建筑、水称性简化模型。利、电子、生物医学等领域。ANSYS作为一个功能强(4)结构模型的温度场截面应该与实际生产实大的有限元分析软件，具有数据统一、强大的建模能践温度场相符合。力、强大的求解能力、强大的线性分析功能、良好的优化功能、多场耦合功能、多程序接口、良好的用户开发环

6、境等特点，可进行结构、流体、声学、电磁场、热力学、耦合场分析，其中热力学分析包含热传导、热对流、热辐射、相变等分析求解，笔者应用ANSYS热力图1离心复合轧辊结构图学分析功能对离心复合轧辊凝固过程温度场仿真模拟。离心复合轧辊结构如图1所示，外层为工作层3离心轧辊凝固过程模型建立(合金层)，心部为填芯层，其浇注过程分两步进行，3．1离心复合轧辊实际几何模型即离心浇注过程和芯部浇注过程。离心复合轧辊实际几何模型如图2所示。2处理离心复合轧辊浇注过程的简化原则J本文采用区域离心浇注，重点研究4)450x700离建立模型是否合理将直接影响计算结果

7、的真确心轧辊的合金层与辊身的温度场分布，对离心复合轧性。考虑到实际凝固情况过程比较复杂，实际热传递辊的辊身进行有限元分析，此离心轧辊合金层工艺要过程中影响因素较多，在建立有限元模型时无法将所求大于55mm，考虑到辊模端盖对轧辊热传递影响有有因素考虑进去，因此在建立模型时要对凝固过程进限，为了建模方便将其简化为圆柱模型。应用Solid．收稿日期：2013一O5—28作者简介：边明茹(1977一)，女，内蒙古赤峰人，工程师，主要从事冶金产品的工艺、设计等技术工作。·80·