Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Расчет температуры и термоупругих напряжений в бойках с буртами установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформирования при получении стальных сортовых заготовок. Cообщение 2

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-2-143-148

Полный текст:

Аннотация

Описаны постановка задачи и граничные условия для расчета осевых термоупругих напряжений в бойках с буртами установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформации при получении трех стальных сортовых заготовок. Представлена схема расчетов для определения по известному температурному полю термоупругих напряжений в бойках с буртами с использованием пакета ANSYS. Результаты расчета термоупругих напряжений в калиброванных бойках выполнены в четырех сечениях бойка с буртами. При этом в каждом сечении результаты расчета приведены для четырех характерных линий и семи точек. Осевые термоупругие напряжения для семи характерных точек каждого сечения приведены для контактной поверхности бойка с буртами и приконтактного слоя на глубине 5 мм от контактной поверхности. Определено напряженное состояние калиброванного бойка в середине впадины между средними буртами и установлены закономерности распределения осевых и эквивалентных напряжений по толщине, длине и ширине бойка при обжатии сляба и на холостом ходу. Представлены результаты расчета термоупругих напряжений в вершине среднего бурта калиброванного бойка на контактной поверхности и в приконтактном слое при обжатии сляба и на холостом ходу. Приведены графики распределения термоупругих напряжений вдоль линии, проходящей через вершину бурта. Показаны зоны сжимающих и растягивающих термоупругих напряжений при обжатии сляба и на холостом ходу. Определен характер напряженного состояния в основании крайнего бурта при получении трех стальных сортовых заготовок на установке совмещенного процесса непрерывного литья и деформации.

Об авторах

О. С. Лехов
Российский государственный профессионально-педагогический университет
Россия

Олег Степанович Лехов, д.т.н., профессор кафедры инжиниринга и профессионального обучения в машиностроении и металлургии

620012, Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11



А. В. Михалев
ОАО «Уральский трубный завод»
Россия

Александр Викторович Михалев, к.т.н., управляющий директор

623107, Свердловская обл., Первоуральск, ул. Сакко и Ванцетти, 28



Список литературы

1. Лехов О.С., Михалев А.В. Расчет температуры и термоупругих напряжений в бойках с буртами установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформирования при получении стальных сортовых заготовок. Сообщение 1 // Известия вузов. Черная металлургия. 2020. № 11-12. С. 960–964. http://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-11-12-960-964

2. Лехов О.С., Михалев А.В., Шевелев М.М. Напряжения в системе бойки – полоса при получении листов из стали на установке непрерывного литья и деформации. Екатеринбург: изд. УМЦ УПИ, 2018. 125 с.

3. Хлопонин В.Н., Косырева М.В., Косяк А.С. Влияние системы охлаждения на тепловые условия работы поверхностного слоя валка. В кн.: Труды МИСиС. Вып. 100. М.: изд. МИСиС, 1977. С. 90–93.

4. Боли Б., Уэйнер Дж. Теория температурных напряжений. М.: Мир, 1976. 349 с.

5. Лехов О.С. Исследование напряженно-деформированного состояния системы валки – полоса при прокатке широкополочной балки в клетях универсально-балочного стана. Сообщение 2 // Известия вузов. Черная металлургия. 2014. № 12. С. 15–19.

6. Технологические процессы в машиностроении. Ч. II. Обработка металлов давлением и сварочное производство / В.С. Кушнер, А.С. Верещака, А.Г. Схиртладзе, Д.А. Негров. Омск: изд. ОмГТУ, 2005. 200 с.

7. Буланов Л.В., Карлинский С.Е., Волегова В.Е. Долговечность роликов МНЛЗ при наружном и внутреннем охлаждении. В кн.: Надежность крупных машин. Сб. науч. тр. НИИтяжмаш. Свердловск: изд. НИИтяжмаш, 1990. С. 126–132.

8. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 600 с.

9. Singh V., Das S.K. Thermo-fluid mathematical modeling of steel slab casters: Progress in 21st century // ISIJ International. 2016. Vol. 56. No. 9. P. 1509–1518. https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2015-620

10. ANSYS. Structural Analysis Guide. Rel. 15.0.

11. Matsumia Т., Nakamura Y. Mathematical model of slab bulging during continuous casting. – In: Applied Mathematical, and Physical Models in Iron and Steel Industry. Proceedings of the 3 rd Process Technology Conference, Pittsburgh, Pa, 28-31 March 1982. New York, 1982. P. 264–270.

12. Takashima Y., Yanagimoto I. Finite element analysis of flange spread behavior in H-beam universal rolling // Steel Research International. 2011. Vol. 82. No. 10. P. 1240–1247. http://doi.org/10.1002/srin.201100078

13. Kobayashi S., Oh S.-I., Altan T. Metal Forming and Finite Element Method. New York: Oxford University Press, 1989. 377 p.

14. Karrech A., Seibi A. Analytical model of the expansion in tubes under tension // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. No. 2. P. 336–362. http://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2009.09.024

15. Kazakov A.L., Spevak L.F. Numeral and analytical studies of nonlinear parabolic equation with boundary conditions of a special form // Applied Mathematical Modelling. 2013. Vol. 37. No. 10-13. P. 6918–6928. http://doi.org/10.1016/j.apm.2013.02.026

16. Jansson N. Optimized sparse matrix assembly in finite element solvers with one-sided communication // High Performance Computing for Computational Science – VECPAR 2012. Berlin, Heidelberg: Springer. 2013. P. 128–139.

17. Park C.Y., Yang D.Y. A study of void crushing in large forgings II. Estimation of bonding efficiency by finite-element analysis // Journal of Materials Processing Technology. 1997. Vol. 72. No. 1. P. 32–41. http://doi.org/10.1016/S0924-0136(97)00126-X

18. Sorimachi K., Emi T. Elastoplastic stress analysis of bulging as a major cause of internal cracks in continuously cast slabs // Tetsu-toHagane. 1977. Vol. 63. No. 8. P. 1297–1304. http://doi.org/10.2355/tetsutohagane1955.63.8_1297

19. Marciniak Z., Duncan J.L., Hu S.J. Mechanics of Sheet Metal Forming. Oxford: Butterworth-Heinemann Elsevier Ltd., 2002. 228 p.

20. Fujii H., Ohashi T., Hiromoto T. On the formation of the internal cracks in continuously cast slabs // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. 1978. Vol. 18. No. 8. P. 510–518. http://doi.org/10.2355/isijinternational1966.18.510


Для цитирования:


Лехов О.С., Михалев А.В. Расчет температуры и термоупругих напряжений в бойках с буртами установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформирования при получении стальных сортовых заготовок. Cообщение 2. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2021;64(2):143-148. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-2-143-148

For citation:


Lekhov O.S., Mikhalev A.V. Calculation of temperature and thermoelastic stresses in backups with collars of the unit of combined continuous casting and deformation in steel billets production. Report 2. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2021;64(2):143-148. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-2-143-148

Просмотров: 88


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)