基于ANSYS有限元法的型钢轧机机架分析1.pdf

TotalNo.183冶金设备总第183期
October2010METALLURGICALEQUIPMENT2010年10月第5期

技术分析

基于ANSYS有限元法的型钢轧机机架分析

112122
吴旭春李佑河黄贞益范金城李长宏陈敏侠
(1:南京钢铁公司中型厂江苏南京210035;
2:安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002)

摘要利用ANSYS有限元法对南京钢铁公司中型厂850轧机机架的变形及分布进行分析,结果表明,
最大应力出现在压下螺母孔圆角处,并用实测值对模拟计算结果进行修正,得到轧机的力学性能理论结果,
为现场工艺的制定和设备的维护和使用提供了理论依据。
关键词ANSYS有限元法轧机机架力学性能
中图分类号TG333.13文献标识码A

AnalysisoftheTypeSteelMillStandBased
onANSYSFiniteElementMethod

WuXuchun1LiYouhe1HuangZhenyi2FanJincheng1LiChanghong2ChenMinxia2
(1:MidTypeSteelPlantofNanjingIronandSteelCo.,Ltd.,JiangsuNanjing210035;
2:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringofAnhuiUniversityofTechnology,AnhuiMaanshan243002)

ABSTRACTThedeformationandstressdistributionofthe850millstandsinNanjingIrondandSteelCo.,
Ltd.areanalyzedbyANSYSFEM,theresultsstating:themaximumstressappearsattheroundingofscrewbox
hole.Theresultsofthefiniteelementsimulationarecorrectedwiththemeasuredvalue,themechanicalpropertiesof
theoreticalresultsofthemillstandaregiven,allofthissupplythetheoreticalbasisforprocessdevelopmentand
equipmentmaintenanceanduseonsite.
KEYWORDSANSYSfiniteelementmethodRollingmillstandMechanicalproperty

机架是轧机设备中最大、最重要的构件,其场实测值对其修正,得到该轧机机架的力学性能
强度和弹性变形直接影响着设备的可靠性和产理论结果,为现场工艺的制定和设备的安全生产
品的尺寸精度。近年来,国内外轧机广泛采用低提供了理论依据。此外该模拟计算结果对验证
温轧制和大压下量轧制,同时品种钢、特种钢轧现场轧机机架应力、应变测试结果、推断未测或
制产量的提高,使轧制时轧机机架负荷明显加难测部位的应力和应变状态、找出机架的薄弱环
大,因此能够准确把握机架应力分布和变形情况节等方面具有重要的作用。
对于现场技术人员和企业的决策者来说至关重1轧机机架ANSYS有限元分析
要。文章运用大型有限元分析软件ANSYS对南针对南京钢铁公司850开坯机,代表钢种
京钢铁公司中型厂850开坯机机架进行三维有为45#钢,原料规格为320!480mm,成品规格为
限元分析,通过计算得出该轧机机架应力较为集180mm,道次最大压下量为80mm的轧制工艺
中、变形和分布不均匀部位的力学参数,并用现和生产设备为研究对象,采用ANSYS有限元方法

作者简介:吴旭春,男,1967年出生,高级工程师,武汉科技大学硕士研究生(金属压力加工专业)
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总第183期冶金设备2010年10月第5期

对轧机机架的变形情况进行模拟计算分析。2.1应力合成
1.1850机架材料特性由图2可以看出,轧机牌坊上部倒角处应力
该850型钢轧机机架材料为ZG25;最大设最大,其值为38.7MPa;因此,压下螺母孔的内圆
计轧制力为7000kN,故单片牌坊最大设计轧制力角处是机架最薄弱的地方,正是这一点限制了轧
3500kN。机架弹性模量E=202GPa,泊松比=制力的提高。
0.3,密度=7.8103kg/m3,模型材料各向同性。
1.2计算条件假设[3,4]
1)每片牌坊(机架)仅在上下横梁的中间断
面处受有垂直力P,且此二力大小相等、方向相
反,作用在同一直线上,即机架的外负荷是对称
的。此时机架没有倾翻力矩,机架底脚不受力。
2)机架结构相对于窗口的垂直中