在連鑄生產(chǎn)過程中,連鑄輥不可避免地會產(chǎn)生熱疲勞裂紋、磨損等問題,為確保經(jīng)濟(jì)性并可循環(huán)利用,往往采用堆焊等技術(shù)對連鑄輥進(jìn)行修復(fù)。裂紋網(wǎng)過密、擴(kuò)展深度大會導(dǎo)致連鑄輥堆焊前車削量大,造成輥?zhàn)硬牧侠速M(fèi)、加工耗時。為了兼顧充分利用連鑄輥剩余壽命與及時下線整修這兩方面,需要對連鑄輥的壽命進(jìn)行預(yù)測,尋求合適的下線時機(jī)。連鑄輥表面的熱疲勞裂紋是由于生產(chǎn)過程中周期性熱應(yīng)力的影響產(chǎn)生,對于連鑄輥壽命而言是主要影響因素。本文對某一工況下拉矯輥進(jìn)行分析,得出了連鑄輥上循環(huán)熱應(yīng)力的大小。結(jié)合實(shí)際工況確定了影響連鑄輥上的裂紋擴(kuò)展為I型裂紋。從理論上分析了影響連鑄輥熱疲勞裂紋擴(kuò)展的因素,研究了內(nèi)壓力、拉力、彎矩和動態(tài)載荷對裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子擴(kuò)展的貢獻(xiàn)。以應(yīng)力強(qiáng)度因子為參考變量,通過對不同合并準(zhǔn)則進(jìn)行比較,與連鑄輥實(shí)際工況相結(jié)合,確定了連鑄輥上裂紋的合并準(zhǔn)則。采用MRF與ICM聯(lián)合計算的方法對連鑄輥上主裂紋進(jìn)行圖像分割提取,通過橫向與縱向像素對比,結(jié)合連鑄輥受力狀況,選擇裂紋長度作為壽命預(yù)測的觀測量。利用FRANC3D軟件分析連鑄輥表面不同形狀、不同位置的微裂紋對主裂紋的影響,給出了主裂紋前緣的擴(kuò)展規(guī)律,結(jié)合計算結(jié)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景與研究現(xiàn)狀
    1.2 連鑄輥
        1.2.1 連鑄輥常見失效方式
        1.2.2 連鑄輥結(jié)構(gòu)
    1.3 材料對連鑄輥壽命的影響
        1.3.1 單一合金元素對其影響
        1.3.2 連鑄輥材料方面研究
        1.3.3 裂紋網(wǎng)簡化理論研究
    1.4 本課題的研究方法及主要研究內(nèi)容
第2章 連鑄輥溫度場與應(yīng)力場分析
    2.1 連鑄輥的合理簡化與假設(shè)
    2.2 熱邊界條件
        2.2.1 內(nèi)冷區(qū)傳熱計算
        2.2.2 接觸換熱區(qū)傳熱計算
        2.2.3 自然對流換熱區(qū)傳熱計算
    2.3 連鑄輥傳熱的初始條件
    2.4 連鑄輥材料的物理性能參數(shù)
    2.5 連鑄輥橫截面的溫度場和應(yīng)力場分布規(guī)律
    2.6 本章小結(jié)
第3章 連鑄輥輥面裂紋網(wǎng)的簡化與合并
    3.1 J積分
    3.2 應(yīng)力強(qiáng)度因子
    3.3 J積分與應(yīng)力強(qiáng)度因子的關(guān)系
    3.4 裂紋尖端的張開位移
    3.5 連鑄輥上裂紋擴(kuò)展速率的推導(dǎo)
    3.6 不同因素對單一裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的貢獻(xiàn)
        3.6.1 內(nèi)壓力作用下應(yīng)力強(qiáng)度因子KI,p
        3.6.2 拉力作用下應(yīng)力強(qiáng)度因子KI,F
        3.6.3 力矩作用下應(yīng)力強(qiáng)度因子KI,M
        3.6.4 動態(tài)載荷的對應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響
    3.7 對于非單一裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子的計算
        3.7.1 同一平面內(nèi)兩條不等長的裂紋受單向拉伸
        3.7.2 不同平面內(nèi)兩條偏置平行裂紋受單向拉伸
    3.8 連鑄輥表面不同相對位置裂紋的合并處理
        3.8.1 共平面內(nèi)裂紋的合并處理
        3.8.2 非共平面內(nèi)裂紋的合并處理
    3.9 本章小結(jié)
第4章 連鑄輥輥面面裂紋提取及深度方向擴(kuò)展規(guī)律研究
    4.1 基于數(shù)字圖像處理技術(shù)連鑄輥輥面的裂紋提取
        4.1.1 馬爾科夫隨機(jī)場模型的建立
        4.1.2 應(yīng)用ICM分割圖像
        4.1.3 裂紋提取
        4.1.4 運(yùn)動模糊恢復(fù)
        4.1.5 連鑄輥表面裂紋提取
    4.2 FRANC3D的介紹
    4.3 微裂紋對主裂紋擴(kuò)展前緣的影響
        4.3.1 偏斜長度對主裂紋擴(kuò)展前緣的影響
        4.3.2 裂紋間距離對主裂紋擴(kuò)展前緣的影響
        4.3.3 裂紋形狀對主裂紋擴(kuò)展前緣影響
    4.4 應(yīng)用裂紋網(wǎng)簡化對裂紋網(wǎng)進(jìn)行化簡計算
    4.5 42CrMo鋼連鑄輥壽命預(yù)測及分析
        4.5.1 連鑄輥壽命預(yù)測實(shí)例模型設(shè)置
        4.5.2 42CrMo鋼連鑄輥仿真模型結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3188157