唐钢H型钢项目F1轧机工作辊有限元分析.doc

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dell 690工程工作站上，利用美国UGS公司的大型工程分析软件UG NX 6.0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图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VON MISES应力图，范围为0.802—106MPa最大应力在辊径靠近辊身R45mm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为扁头的VON MISES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107 Mpa，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VON MISES为106 Mpa；扁头部分的最大接触应力为229Mpa共7页第1页。