ANSYS在冶金领域的应用
基于ANSYS的粉碎机主轴系统的有限元分析
再 ｋ
该系数可表明组件 间相对 的转矩分配关系 。在参数化设计程序 中可根据经验和实验数据修改转矩分配 系数 。 ４ ． ３主轴系统 受力分析 主轴系统 的输入转矩：
Ｔ：９． ５ ５×ｌ Ｏ
式中，Ｔ为转矩，单位为 Ｎ ． ｍ ｍ ，Ｐ为电机 功率 ，单位为 ｋ Ｗ ，ｎ 为粉碎机转速 ，单位 为 ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 。 各组件分配的转 矩为 ：
＝
墨
＝
力，将 主轴支撑方式 设计为一瑞游动 ，一端 固定 。由于送料端在左 侧， 为满足结构紧凑要求， 所 以将主轴动力端放置在右侧 ； 同时为了 保证动 力输入端 的传 动精度 ，将右端设计为 固定捕 。为 了方便轴上 零部件装配，将主轴 设计 为阶梯形 状。轴上磨 削加工部分应有砂轮
对 冲 击 式粉 碎 机 进 行 强度 校 核 ，使 其 能 够 很 好 的 满ｙ ｘ － 作 需要 ，并
为 以后 的优 化 做 准 备 。
图 ２ 主 轴 结 构 图
超程槽，螺纹部分应有退刀槽等 。主轴结构如图 ２所示 。
【 关键词 】冲击 式粉碎机 ； Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ；有限元 ；强度校核
Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ＆ Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｍｔ
基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的粉碎机主轴系统的有限元分析
魏 启 方
（ 中国有色金属建设股份 有限公司 ，北京 １ ０ ０ ０ ２ ９）
【 摘 要】 粉碎机在现代 工业中有着越来越重要的作用 。冲击 式粉碎机 尤其在 冶金 和建材等领域有着广泛的应 用。主轴 系统是冲 击式粉碎机 的主要部件 ，其 受力复杂 ，它的强度和寿命直接影响着 粉碎 机的工作效率 ，因此 ，本文应用大型有 限元分析软件 ＡＮＳ ＹＳ
毕业论文使用ANSYS有限元分析软件对不锈钢与紫铜焊接过程温度场应力场分布模拟
Finally, the temperature and stress field indirect coupling method is used to simulate the welding stress field by applying the results of temperature field analysis as temperature loads on the model. After that, the results of stress field simulation are analyzed.
Based on the analysis of stress field anddeformationof welding partsafter welding,the strength anddeformation checkingof welding parts is conducted in this paper. Thechecking resultsare: the welding parts are qualifiedand theweldingisfeasible.
Then, the simulation and analysis of welding temperature field is completed by building a finite element model of welding, using APDL to make programs of heatsource, applying element birth and death technology to simulate the successive generating of welding seamsand adopting "* DO—*ENDDO" language to realize the movement of heat source;
浅谈ANSYS有限元分析软件在工程方面的应用
浅谈ANSYS有限元分析软件在工程方面的应用胡洁(中国地质大学长城学院，08机制七班，05208713)摘要：由于计算机技术的迅速发展，使有限元方法在工程中得到了广泛的应用。
由于ANSYS软件具有建模简单、快速、方便的特点，因而成为大型通用有限元程序的代表。
本文对有限元作了一个总体的介绍，并着重介绍了ANSYS软件，简要地叙述了ANSYS软件的主要技术特点和各部分构成以及其主要的分析功能，通过一个铰接杆在外力作用下的变形的简单例子的详细操作说明它在力学分析上的应用。
关键词：ANSYS；工程；使用方法；功能1.前言随着计算机技术的日益普及，计算机工具在提高社会生产力方面发挥了越来越重要的作用，特别是CAD/CAE/CAM在工业界的日益成熟和普及，极大地提高了工业设计和生产效率，越来越多的人逐渐熟悉这些强有力的工具，同时对这些技术给工业界的推动作用逐渐认可。
越来越多从事着从设计到生产各个环节的工程人员和在校学生逐步成为这一新技术的主要用户群体。
有限元分析技术已经发展成为计算机辅助分析CAE的核心。
用CAE方法可以减少或避免物理测试过程，通过计算机模拟最恶劣载荷和工况下零件或结构的工作情况，准确地计算其应力应变，使产品在设计阶段就能够对其数学模型的各项性能进行评估，及早发现设计上存在的问题，从而大大缩短设计开发周期。
特别是采用有限元分析技术及其优化技术，能够改进结构设计参数，使其在满足强度和刚度的情况下具有最合理的结构。
在应用于新产品开发和老产品改造方面，能够提供对其强度、应力分布状况的分析，利用优化设计方法对其进行形状和结构优化设计，从而在设计上提供技术支持和理论指导。
作为目前国内最为流行的ANSYS软件，在工程计算、教学实践和科学研究方面已经积累了大量的应用实例。
特别是在校学生越来越普及了对ANSYS软件的了解和应用，不少学校购买了ANSYS软件，并开展了一系列学习和推广ANSYS应用的热潮，互联网上的ANSYS 讨论园地也日益火爆。
冶金工程中的冶金反应数值模拟方法研究
冶金工程中的冶金反应数值模拟方法研究冶金工程是指对金属和非金属矿石进行加工、提纯和合金化的工程领域。
在冶金工程过程中，冶金反应是不可或缺的环节。
为了更好地理解和优化冶金过程，研究人员一直致力于发展冶金反应数值模拟方法。
本文将介绍冶金工程中常用的冶金反应数值模拟方法，分析其原理和应用。
1. 热力学模拟方法热力学模拟方法是基于热力学原理，通过计算反应体系的热力学平衡状态，预测反应过程的变化趋势和最终结果。
该方法通常使用热力学软件，例如FactSage、Thermo-Calc等。
热力学模拟方法能够准确地确定反应物质的热力学性质、平衡温度和反应生成物的组成。
它在冶金工程中广泛应用于矿石还原、熔炼和合金化等过程的优化设计和操作控制。
2. 流体动力学模拟方法流体动力学模拟方法是通过求解流体动力学方程组，模拟冶金过程中液相流动、气泡运动和物质传输等现象。
该方法常用的数值模拟软件有FLUENT、ANSYS CFX等。
流体动力学模拟方法能够模拟冶金反应体系中的流体流动和传热过程，帮助优化冶金反应器的设计和操作条件。
3. 结构力学模拟方法结构力学模拟方法是通过求解结构力学方程，模拟冶金反应过程中的应力和变形现象。
该方法常用的数值模拟软件有ABAQUS、ANSYS等。
结构力学模拟方法能够模拟冶金反应器中的力学性能和损伤行为，帮助改善冶金反应器的结构设计和材料选择。
4. 多物理场耦合模拟方法多物理场耦合模拟方法是综合运用热力学、流体动力学和结构力学等方法，模拟冶金反应过程中的多种物理现象的相互影响。
该方法常用的数值模拟软件有COMSOL Multiphysics、ANSYS Workbench等。
多物理场耦合模拟方法能够更全面地揭示冶金反应过程中的物理规律和相互关系，为优化冶金工程提供全面的参考。
5. 人工智能模拟方法人工智能模拟方法是近年来发展起来的一种新型模拟方法，它基于机器学习和深度学习等技术，通过训练模型来模拟冶金反应过程。
基于SEM和ANSYS的钢芯钢丝绳受力分析
40机电技术2019年6月基于SEM 和ANSYS 的钢芯钢丝绳受力分析**陕西能源职业技术学院2018年度科学研究计划项目(18KY06)作者简介:石红梅(1992-),女，助教.硕士，主要从事电厂热能动力装置的教学工作。
石红梅王亚娟(陕西能源职业技术学院机电与信息工程学院，陕西咸阳712000)摘要:钢芯钢丝绳作为目前市场上使用较广泛的钢丝绳，其钢芯断丝问题也得到了较广泛的关注，分析钢芯钢丝绳 的受力情况显得尤为重要。
文中结合扫描电镜(SEMS 析法和ANSYS 数值模拟分析法，分析了钢芯钢丝绳钢芯断丝时的受力特点,确定了钢芯钢丝绳的应力集中区域，可为钢芯钢丝绳的设计和强度计算提供一定理论指导意义。
关键词:钢芯钢丝绳;扫描电镜分析;ANSYS 数值模拟分析中图分类号:TD532;TG356.4*6 文献标识码:A 文章编号:1672-4801(2019) 03-040-031)01:10.19508/ki.l 672-4801.2019.03.012金属芯钢丝绳具有耐高温、破断拉力大、抗挤 压、绳径稳定的特点，广泛应用于油气勘探、矿井 起重机械、港口等领域。
钢丝绳绳芯钢芯化趋势已十分明朗旳,在一些传统应选择纤维芯钢丝绳的 场合,钢芯结构也已经普遍使用。
然而，在实际使 用中，钢芯钢丝绳断丝的频率要高于纤维芯钢丝 绳巴其主要原因归结为钢芯的早期失效，即钢芯 钢丝绳往往在外股还完好的情况下，内部钢芯出现断丝现象，如图1所示叭 随着国民经济的快速 发展,近几年钢铁产量每年都以较大的速度增长, 钢厂对所用钢丝绳的要求也愈来愈高，钢芯钢丝绳也得到了更广泛的应用，但是很多厂商非常担 心钢丝绳在使用过程中发生的钢芯早期失效现象和继续使用所存在的安全隐患问题。
因此，很多 钢丝绳制造厂家和研究学者们已将钢丝绳的研究重点转移到其钢芯断丝问题上W图1钢芯钢丝绳拆开外股后钢芯断丝研究钢芯钢丝绳钢芯断丝问题的基础便是钢芯钢丝绳的受力分析。
ANSYS中金属材料的力学性能指标
金属材料的力学性能指标分类：机械工程材料的常用性能：使用性能（力学、物理、化学）和工艺性能（加工、铸造、焊接）一、材料变形的过程三个阶段：弹性变形、弹塑性变形、断裂。
二、刚度定义：工程上，指构件或零件在受力时抵抗弹性变形的能力。
计算：等于材料弹性模量E与零构件截面积A的乘积。
弹性模量E：材料在弹性变形范围内，应力与应变成正比，其比值为弹性模量E=σ/ε（MPa）。
它表示的是材料抵抗弹性变形的能力，反映了材料发生弹性变形的难易程度。
二、强度、塑性、硬度——材料在静载荷下的性能指标1．强度定义：在外力作用下，材料抵抗变形或断裂的能力。
物理意义：材料在每个变形阶段的应力极限值。
（1）弹性极限σe材料在外力作用下发生纯弹性变形的最大应力值为弹性极限σe，即A点对应的应力值，表征材料发生微量塑性变形的抗力。
（2）屈服强度σs试样发生屈服现象时的应力值，屈服点S的应力值称为屈服强度σS，表征材料开始发生明显的塑性变形。
没有明显的屈服现象发生的材料，用试样标距长度产生0.2%塑性变形时的应力值作为该材料的屈服强度，用σ0.2表示，称为条件屈服强度。
意义同σS。
（3）抗拉强度σb材料在拉伸载荷作用下所能承受的最大应力值σb称为抗拉强度或强度极限，表征材料的断裂抗力。
强度是零件设计和选材的主要依据。
2．塑性定义：材料在外力作用下，产生塑性变形而不破断的能力称为塑性。
指标：工程上常用延伸率δ和断面收缩率ψ作为材料的塑性指标。
材料的δ和ψ值越大，塑性越好。
3．硬度定义：指材料表面抵抗局部塑性变形的能力，是表征材料软硬程度的一种性能。
通常材料的强度越高，硬度也越高，耐磨性也越好。
硬度指标：与试验方法有关。
生产上，常用静载压入法，常用方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
布氏硬度HBS：淬火钢球压头，压痕大，不能测太硬度的材料，适用于测量退火和正火钢、铸铁、有色金属等材料的硬度。
洛氏硬度HRC：锥角为120°的金刚石圆锥体压头，适用于调质钢、淬火钢、渗碳钢等硬度的测量。
45钢ansys应力模拟数据
45钢ansys应力模拟数据
摘要：
1.45 钢的概述
2.Ansys 应力模拟的概念和应用
3.45 钢在Ansys 应力模拟中的应用实例
4.45 钢Ansys 应力模拟数据的分析和应用
5.总结
正文：
一、45 钢的概述
45 钢是我国常用的高质碳结构钢，其强度、韧性及耐磨性均较好，在机械制造、汽车、轴承等行业中广泛应用。
二、Ansys 应力模拟的概念和应用
Ansys 是一种广泛应用于工程界的有限元分析软件，其应力模拟功能可以对材料在不同受力情况下的应力分布进行模拟，以预测其强度、寿命等性能。
三、45 钢在Ansys 应力模拟中的应用实例
在45 钢的Ansys 应力模拟中，我们可以模拟其在不同受力情况下的应力分布，如拉伸、压缩、弯曲等，从而预测其强度、寿命等性能。
四、45 钢Ansys 应力模拟数据的分析和应用
通过对45 钢的Ansys 应力模拟数据进行分析，我们可以得到其在不同受力情况下的应力分布规律，从而优化设计，提高其使用寿命。
ANSYS在热风炉炉壳计算方面的应用及改进建议
２ 结 构 建模
应力法进行设计 。对壳体结 构进 行弹性计算 分析后 ， 其连 续部位
本文根据炼 铁专业所提供的热风炉 炉壳各项 尺 寸 ， 输入 到所 的应力强度不应大 于许用应 力［ ］ ； 转折处 的应 力强度不 应大 于 诸如财务 、 行政 、 经 济等 领域 的 中小 型数 据库 的管 理工作 。建筑 利用 窗体技 术 ， 打 开主 窗体后 ， 同一员 工 的信 息全部 显示 在 企业可 以通过 Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ 提 供 的开 发环 境 和工 具 ， 完成 数 据库 的构 窗 中， 且 窗 口中只显示一个员工 的信息 ， 想 查看 其他员 工的情 况 ， 建， 且大部分 是可视 化操作 ， 无 需编 程 即可实现 数据库 的 整个管 可按翻 页按钮 即可显示其相关信息 。所建立 的窗体见 图 １ 。 理 。Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ 所具有 的简单宜用 ， 便捷 的性 能为建 筑企业 的信息 管
第３ ９卷 第 ９期 ２ ０ １ ３年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ３９ Ｎｏ． ９ Ｍａ ｒ ． ２ ０ 来自 ３ ・２ ５ ５・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ２ ５ ５ — ０ ２
Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ在 热 风 炉 炉 壳 计 算 方 面 的 应 用 及 改 进 建 议
蒋
摘
蝶
４ ３ ０ ２ ２ ３ ）
（ 中冶南方工程技术有限公司 ， 湖北 武汉
要： 针对热风炉 炉壳 结构 特点及 受力状况 ， 通 过有限元软件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ对某炼铁厂高炉顶 燃式热风 炉炉壳 进行 了空 间力学分析
基于ANSYS的固有频率的计算
摘 要
在化工生产中，分馏塔承受筒体内压、自重、风载荷和地震载荷的作用容易 产生载荷振动和诱导振动。 当振动频率接近于塔的自振频率时， 塔就会发生共振、 可能导致设备的破坏。因此，如何减小塔设备受风力作用而产生的诱导振动造成 严重的危害，提高塔设备的抗振能力都是需要在设计时予以考虑的问题。 本论文的题目是“基于 ANSYS 的柴油分馏塔的固有频率的计算” 。本文以柴 油分馏塔为研究对象，应用 ANSYS 有限元软件对设备进行了固有频率的计算， 首先采用 SHELL63 单元建立分馏塔的三维实体模型，然后用自由分网的方法对 其进行网格划分，施加约束和载荷，最后应用模态分析功能求解出柴油分馏塔的 固有频率和振型。然后利用集中质量法假设把均布质量作为一个与之相当的集中 质量放置在塔的顶端，根据动能平衡的原理以及虚梁法可以确定不等截面悬臂梁 式柴油分馏塔自振周期。这一结果表明基于 ANSYS 的有限元法对柴油分馏塔自 振周期的计算准确性高，计算方便，为工程上其他复杂模型固有频率的计算提供 了方法依据。 关键词：ANSYS；柴油分馏塔；固有频率；振型
I
本科生毕业设计（论文）
Abstract
In chemical production, fractionation tower were prone to vibration and induced vibration loads beacause of withstanding the body cylinder pressure, dead weight, wind loads and seismic loads. When the vibration frequency close to the tower natural frequency, the tower resonance occurs, which may result in equipment damage. Therefore, how to reduce the damage due to wind-induced vibration effect to improve the tower's vibration capabilities are required to be considered in the design. The thesis is " calculations of diesel distillation tower natural frequency on ANSYS" , and mainly study for the diesel distillation column. First, I apply SHELL63 element in finite element software ANSYS to establish three-dimensional solid model of distillation tower, and then to mesh and impose constraints and loading, modal analysis, and finally solve the diesel distillation tower natural frequencies and mode shapes. Then assume the uniform quality as an equivalent concentrated mass placed in the tower's top based on Lumped mass method, and determine the natural cycle of diesel fractionator according to the principle of kinetic energy balance as well as virtual cantilever beam method. The results show that iesel fuel distillation column calculation of the natural cycle based on the ANSYS finite element method is of high accuracy, easy to calculate, providind a method of calculating the natural frequency for the other complex models. Key words：ANSYS；Diesel fractionator tower；Natural frequency of vibration； Vibrati）
基于ANSYS软件的16MnR钢疲劳裂纹扩展分析
[研究・设计]DO I :10.3969/j .issn .100522895.2010.03.013收稿日期:2009212202;修回日期:2009212206作者简介:屠立群(1982),女,浙江宁波人,硕士,助理实验师,主要研究方向为材料强度。
E 2mail:tuliqun@zjut .edu .cn基于AN SYS 软件的16M nR 钢疲劳裂纹扩展分析屠立群1,刘宝剑2,蔡东海1(1.浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州 310014; 2.镇海职业教育中心,浙江宁波 315000) 摘 要:针对16MnR 材料,基于ANSYS 软件的有限元方法对CT 试样进行疲劳裂纹扩展模拟,并与试验结果进行对比,研究了16MnR 钢的疲劳裂纹扩展速率。
这一方法对工程中利用有限元方法计算裂纹扩展速率具有重要的实际意义和应用价值。
图6表1参10关 键 词:材料力学;疲劳裂纹扩展;扩展速率;ANSYS 软件;16M nR 钢;应力强度因子幅中图分类号:O346 文献标志码:A 文章编号:100522895(2010)0320044204Ana lysis of Fa ti gue Crack Growth of 16M nR Steel w ith ANS Y S SoftwareT U L i 2qun 1,L IU Bao 2jian 2,CA IDong 2hai1(1.The MOE Key Laborat ory of Special Pur pose Equi pment and Advanced Pr ocessing,Zhejiang University of Technol ogy,Hangzhou 310014,China;2.Zhenghai Pr ofessi onal Educati on Center,N ingbo 315000,China )Abstract:The fatigue crack gro w th of 16M nR steel CT speci m en is si m ulated w ith AN SYS.B y co m parison w ith theexperi m ent results of 16M nR steel CT speci m en show that the method has i m portant p ractical significance and app licati onvalue in p r oject using the finite ele ment method f or calculating the crack gr owth rate .[Ch,6fig .1tab .10ref .]Key words:mechanics of materials;fatigue crack gr o wth;gr o wth rate;ANSYS s oft w are;16MnR steel;stress intensity fact or a mp litude 0 引言随着现代工业的发展,压力容器广泛应用于化工、电力、核动力工程、交通和城市公用工程等行业和部门中。
基于ANSYS的钢包温度场及应力场的仿真研究
通过分析不同的导热系数对 钢包 温度 场的影响 ， 以合理选择 可 内衬材料 ， 减少温度应力对 内衬和包壳 的破坏 。当钢包工作层
温度 ℃
（） 料的比热 曲线 ａ材
ｓ ｏ
ｕ ４ ５ ｛ ０
１ 作 层 ；． 渣 线 ；． 久 层 ；． 包壁 ； 包 底 、 工 ２上下 ３永 ４钢 ５钢
３ ５
ｊ 。
图 １简化的钢包模型
髯
： ５
１ 材料物性参数的选取 ２
心‘ ２ ０
１ ５
钢包壳的材质为 Ｓ ４ Ｃ Ｅ本钢号）密度为 ７ ６ 咖 Ｍ １ Ｎ（ｌ ， ８０ｋ 。 内衬材料 中， 工作层 内衬 为含 ８ ％氧化铝的高铝砖 ， ０ 永久层 内
规律与实 际测 试温度值 曲线 ，温度变化规 律呈三低二高 的规
行。经研究表 明， 钢包材料 温度 急剧变化及温度变形不协调而 产生 的温 度应力是导致材料 出现裂纹 、剥落 等现象的重要原
因。因此 ， 研究不同结构尺寸和不同材料参数情况下钢包温度 场 、 力场 的分布规 律对钢包结构设计 、 应 耐火 材料 的选用有重 要 的参考价值 。笔 者采 用有限元软件 Ａ ｓｓ ｎｙ 建立 ３０ 钢包模 ０ｔ 型 ，分 析了不同结构及材料 参数钢包注 满钢水 工况下 的温度
衬为含 ６％ 氧化铝的高铝砖 ， ０ 密度取 为 ２ ４ 咖 上下渣线 ８０ｋ ， 采用 的是镁碳砖 ， 密度为 ２ ９ 譬ｍ 。比热 容及导热系数随温 ８０ｋ ， ３
１ 。 ５
０
ｊ ００
６０ ０
８ ０ ０
’∞ ０
１ｏ。
１ ０ ４０
１ ｅ
温度
℃
收 稿 日期 ：０ ７ ０ — ３ ２０ — ４ ０
中间包中钢液流动状况在ANSYS中模拟仿真
主要 物 理 参 数 为 ：长 度 ７ ５ｍ，宽 度 Ｉ５ ．０ ． ｍ， 自 由表面 高度 １２ ｍ，人 口直径 １０ ．５ １ｍｍ，出 口直径
８ ｍｍ， ５ 湍流抑 制器 置于 钢包 注流 冲击 点 。人 口处
流冲击点设置湍 流抑制器 ，可 以减缓 “ 汇流漩
收稿 日期 ：０９— ８—１ ２０ ０ １ 黄添彪 （９ ３一 ） 工程师 ；１０ ０ 浙江省舟山市。 １７ ， ３ ６０
有 限单 元法 是 随着 电子 计算 机 的发展 迅速 发展 起 来 的一种 现代 计 算方法 ，它对 中 间包 流场 的研 究
是非 常有效 的方 法 。 采用 有限 单元 法 在 Ａ Ｓ Ｓ上 对 中 间包 流 场 ＮＹ 进行 实践模 拟 ，分析 中 间包 内有 无 流动控 制装 置 时钢 水 流动状 况 ，旨在揭 示 中间包 内钢水 流 动 的 合 理特征 ，为中 间包 内流动控 制装 置 的优 化 设计
ｖ ｕ ｂ ｅ ｉｆ ｒ ｔ ｎ ｗｅ ｅ ｏ ｔｉ ｅ ｏ ｇ ｉ ｅ ｔ ｅ ｐ ａ ｔ ａ ｐ ｒ ｔ ｎ ｌ ａ ａ ｌ ｏ ｍａ ｉ ｒ ｂａ ｎ ｄ ｔ ｕｄ ｈ ｒ ｃｉｌ ｏ ｅ ａｉ ． ｎ ｏ ｃ ｏ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｔｎ ｉｈ ｆ ｗ ｅｄ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔｍｅ ｈ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｙ ｒ ｓ ｕ ｄｓ ｌ ｏ ｆ ｌ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｔ ｏ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉｌ ｔ ｏ
态 ，使 流动合 理 ，液 面保持 平稳 ，同时减 少湍 流
的干扰 和死 区 ，从 而 增 大 钢 水 的平 均 停 留时 间 ，
பைடு நூலகம்
利 于夹 杂物 的去 除 ，提高 钢水 的清 洁度 。堰 的基
提供 信 息及依 据 ，以便 指导生 产实 践 。
45钢零件淬火过程温度场的ansys模拟[1]
![45钢零件淬火过程温度场的ansys模拟[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/38988bd5b14e852458fb5749.png)
2003年3月重庆大学学报Mar.2003 第26卷第3期Journal of Chongqing University Vol.26 No.3 文献编号:1000-582(2003)03-0082-0345钢零件淬火过程温度场的ansys模拟Ξ赖 宏,刘天模(重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044)摘 要:ansys有限元软件在温度场的模拟过程中,很好地结合了材料变温过程材料热物性参数的变化,特别适用于钢件淬火过程温度场的准确计算。
通过利用ansys有限元分析软件对几何外形复杂的45钢零件淬火过程温度场进行有限元模拟,得到了零件温度随淬火时间的分布关系。
模拟结果与实际过程一致,且运算速度较快,适用于淬火液的选取及淬火工艺的优化,并为精确计算淬火过程中的热应力、残余应力做好了准备工作。
关键词:淬火;温度场;有限元;ansys模拟;非线性热物性参数中图分类号:TG156.34文献标识码:A 在淬火冷却过程中,因为零件内部温度分布不均匀,组织转变过程的不均匀而形成热应力和相变应力,这些应力的存在将直接影响零件的组织性能和使用寿命。
如果热处理不当,将会造成零件组织性能达不到预定要求,甚至会产生过量变形或开裂而报废。
生产实践表明,淬火冷却过程是热处理工艺中返修率最高和废品率最高的工序,是热处理质量控制中最难掌握的环节。
要评估淬火件的组织转变情况及淬火残余应力,必须确定淬火冷却过程零件材料内部的温度随时间的分布规律。
因而淬火过程温度场的确定是优化热处理工艺、提高零件内在质量的主要依据。
淬火过程温度分布的传统分析方法是实验测定和经验判断。
由于淬火是一个相当复杂的过程,受多种因素影响,而各影响因素之间又相互作用、相互制约。
因此传统的方法不能完整、全面、准确地分析和预测淬火过程的温度场[1]。
计算机模拟(仿真)可将热处理过程的物理现象和零件的几何造型有机地结合起来,实现动态的、逼真的模拟,因此用这一技术分析和研究淬火过程已受到高度重视。
ANSYS软件在矿热炉水冷出铁口设计中的应用
总 第 ２ ７期 １
铁
合
金
２０１ ＮＯ． １ ２ Ｔｏｔ ２１ ． ７
ＦＥＲＲ ｏ － ＡＬＬｏＹ Ｓ
ＡＮＳ ＹＳ软 件 在 矿 热 炉 水 冷 出铁 口设 计 中的应 用
胡 冬 储 少 军 李 忠 思
２ 白海钦 ２ 向吉 康 ２ 孟 轲
４ １５ ） ５ ２ １
（ 北 京科技 大 学冶金 与 生 态工程 学院 北 京 中国 １０ ８ ） １ ０ ０ ３
（ 河 南远 洋新材 料技 术有 限公 司 郑 州 中国 ２
摘 要
为 获 得 矿 热 炉 水 冷 出铁 口合 理 的设 计 参 数 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 建 立 水 冷 出铁 口及 普 通 出铁 口三 维 物 理 模 型 采 ＮＹ
并 模 拟 稳 态 温 度 场 ， 时 根 据 传 热 学 原 理 ， 行 了炭 素 耐 材 侵 蚀 机 理 的 分 析 。 同 进 结果 表 明 ： 产 硅 钙 合 金 矿 热 炉 出铁 口 生 的侵 蚀 线 约 为 １１ ０℃ 等 温 线 ； 通 出 铁 口温 度 场 中 １１ ０℃ 以 上 等 温 线 所覆 盖 区 域 约 占总 体 积 ６ ％ ， 冷 出铁 口 ０ 普 ０ ２ 水 约 占 ３％ ； ５ 出铁 口中 冷 却 装 置 和 炭 砖 之 间 的填 充 材 料 是 关 键 ， 料 的导 热 系数 不 能 小 于 ３ｗ ／ ｍ ・ ） 材 （ ｋ。
关键词 水冷出铁 口 数值模拟
Ｔ ６１１ Ｆ ７ ．
等温线
高 导 热 胶 泥
文章 编 号 １ ０ —９ ３（ ０ １）２ ０ ３ — ５ ０ １ １ ４ ２ １ ０ ０ １０
中图分类号
文 献 标 识 码 Ｂ
工字钢ANSYS实例分析72道(含结果).
2.3 工字钢-ANSYS 实例分析 (三维实体结构)介绍三维实体结构的有限元分析。
一、问题描述图1所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为1.0,0.16,0.2,0.02,0.02l m a m b m c m d m =====。
试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。
图1 工字钢结构示意图其他已知参数如下：弹性模量（也称杨式模量） E= 206GPa ；泊松比3.0=u ；材料密度3/7800m kg =ρ；重力加速度2/8.9s m g =； 作用力F y 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小F y =-5000N 。
二、实训步骤(一) ANSYS10.0的启动与设置1、启动。
点击：开始>所有程序> ANSYS10.0> ANSYS ，即可进入ANSYS 图形用户主界面。
2、功能设置(过滤)。
点击主菜单中的“Preference”菜单(Main Menu > Preferences)，弹出“参数设置”对话框，选中“Structural”复选框，点击“OK”按钮，关闭对话框，如图2所示。
本步骤的目的是过滤不必要的菜单，仅使用该软件的结构分析功能，以简化主菜单中各级子菜单的结构。
图2 Preference参数设置对话框3、系统单位设置。
由于ANSYS软件系统默认的单位为英制，因此，在分析之前，应将其设置成国际公制单位。
在命令输入栏中键入“/UNITS，SI”，然后回车即可(系统一般看不出反应，但可以在Output Window中查看到结果，如图3所示)。
（注：SI表示国际公制单位）设置完成后按主菜单中前处理器(在ANSYS中称为PREP7)设定的先后顺序进行，具体如图4所示。
图4 前处理器(PREP7)设定分析步骤(二) 单元类型、几何特性及材料特性定义1、定义单元类型。
点击主菜单中的“Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete”，弹出对话框（图5）。
基于ANSYS软件铸造温度场数值模拟
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四川理工学院毕业设计（论文）金属型铸造温度场的ANSYS模拟学生：何君学号：006专业：材料科学与工程班级：金属2004.1指导教师：金永中四川理工学院材料与化学工程系二OO八年六月摘要金属型铸造的凝固过程温度场分布直接影响着铸型寿命和铸件质量。
本文采用ANSYS软件，通过创建几何模型、划分网格、加载求解等过程对铸造温度场进行模拟。
实验结果表明：在金属型铸造过程中，金属型壁厚不同，金属型材料不同，金属型预热温度不同，都会影响铸造温度场分布，从而影响金属型的寿命和铸件质量。
通过对模拟结果的分析，可以为铸型的变形、开裂倾向和铸件的裂纹，冷隔等缺陷的预测提供依据。
关键词：金属型铸造，温度场分布，ANSYS软件，铸造缺陷AbstractThe temperature field distribution of the metal mold casting's solidification process can immediate influence the life of casting and the quality of casting.In this paper, uses the ANSYS software, through foundation processes such as creating a geometric model、division grid、load solution and so on to carries on the simulation to the casting temperature field. The tests results show that: In the metal mold casting process, the different metal mold wall thickness, the different metal mold material, the different metal mold preheating temperature, can affect the casting temperature field distribution, thus influence metal mold life and casting quality. Through the analysis of the simulation results, provide the basis for the forecast of thedefects such as the deformation of casting, cracking tendencies and the crack casting, cold shot and so on.Key words: metal mold casting, temperature field distribution, ANSYS software, casting defects目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)1绪论 (1)1.1 问题的提出和研究意义 (1)1.2 研究现状 (1) (3)1.2.2 铸造过程中温度场的计算机模拟 (4)1.3 本文研究目的和研究内容 (5)1.4 铸造缺陷分类 (6)1.5 ANSYS软件组成 (6)2数值模拟过程 (8)2.1 模拟方案的确定 (8)2.2 实验内容 (9)2.2.1 材料及参数的选择 (9)2.2.2 构建数学模型 (10)2.2.3 网格划分 (11)2.2.4 施加载荷与求解 (11)2.2.5 后处理 (11)3实验结果与讨论 (13)3.1 铸造温度场的分布 (13)3.2 金属型材料对铸造温度场的影响 (16)3.3 金属型工作温度对铸造温度场的影响 (22)4结论与展望 (28)4.1 结论 (28)4.2 展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1问题的提出和研究意义铸造是制造业的基础,也是国民经济的基础产业,各行业都离不开铸件,从汽车、机床,到航空、航天、国防以及人们的日常生活,如建筑五金、家用电器等等都需要铸件。
冶金工业中的虚拟仿真技术教程分享
冶金工业中的虚拟仿真技术教程分享虚拟仿真技术在冶金工业中的应用与教程分享在现代工业中，虚拟仿真技术的应用日益广泛，对于冶金工业而言也不例外。
虚拟仿真技术能够通过模拟实际情景，帮助冶金专业人员进行设备的设计、工艺的优化以及系统的运行，提高生产效率，降低风险。
本文将向大家分享冶金工业中常用的虚拟仿真技术以及相关的教程。
一、虚拟仿真技术在冶金工业中的作用1. 设备设计：虚拟仿真技术可以帮助冶金工程师在设备设计阶段模拟各种场景，并进行性能测试。
通过优化设计，减少试错成本，提高设备的可靠性和性能。
2. 操作培训：冶金工业存在许多危险和复杂的操作过程，虚拟仿真技术可以在安全的环境中为操作人员提供实践机会。
通过模拟真实情景，运用虚拟工具进行操作培训，降低意外风险，提高工作效率。
3. 工艺优化：冶金工业中的工艺复杂多变，通过虚拟仿真技术，可以对不同工艺进行模拟和优化。
通过对不同参数和条件进行测试，优化工艺流程，提高产品质量和产能。
4. 系统运行：在大型冶金生产过程中，出现故障和停工都会造成巨大的经济损失。
虚拟仿真技术可以对整个生产系统进行模拟和监控，提前发现问题并进行应对，确保生产运行的稳定性和可靠性。
二、虚拟仿真技术在冶金工业中的应用1. 计算流体力学仿真（CFD）：CFD技术运用数值模型和求解器对流体力学问题进行仿真。
在冶金工业中，CFD技术可以用于模拟流体的运动和传热过程，优化设备布局、改善冷却效果等。
2. 各向异性材料模拟：虚拟仿真技术可以模拟各向异性材料在加工和使用过程中的行为。
例如，金属在冶金过程中可能会发生晶粒生长、晶界迁移和应力集中等现象，通过仿真和建模，可以预测材料的性能和变形规律。
3. 熔体流动仿真：冶金工业中的熔体流动对于冶金产业的成功非常重要。
虚拟仿真技术可以模拟熔体的流动行为，优化喷吹装置、搅拌器和传热设备的设计，提高冶金过程的效率和稳定性。
4. 机械强度分析：冶金设备需要在高温和高压等严苛条件下工作，机械强度分析能够帮助工程师判断设备在不同工况下的可靠性和安全性。
【ANSYS算例】8.3(1)及8.3(2) 金属材料凝固过程的瞬态传热分析(GUI)及命令流
【ANSYS算例】8.3(1) 金属材料凝固过程的瞬态传热分析(GUI)一个钢件的铸造工艺如图8-3所示，钢件的热力学参数见表8-3，型砂的热力学参数及条件见表8-4，就对应的凝固过程的传热过程进行瞬态分析。
(a)问题描述(b)根据对称性确定计算模型图8-3 铸造成型的计算分析模型表8-3 钢材随温度变化的热力学参数表8-4 型砂的热力学参数及条件解答：基于对称性，取一半作为计算分析模型，如图8-3(b)所示。
建模的要点：⑴定义单元、1号材料(型砂)的不变化的热参数；⑵采用<MPTEMP/MPDA TA>设置2号材料(钢件)的热传导系数以及熵对应于温度的变化值；⑶设定为瞬态分析< ANTYPE,4>，激活优化非线性求解方式<SOLCONTROL,ON>；⑷在时间历程的后处理中，按照位置获取节点编号<node(16,6,0)>，再获取该节点处的温度变量<NSOL>；⑸图形显示2号变量随时间变化的曲线< PLV AR >；⑹进行动画显示< ANTIME >。
给出的基于图形界面的交互式操作(step by step)过程如下。
(1)进入ANSY S程序→ANSY S →Interactive→W orking directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置工作文件名): mold →Run(2)设置计算类型ANSYS Main Menu:Preferences…→Thermal→OK(3)选择单元类型ANSYS Main Menu:Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete…→Add…→Solid：Quad 4 node 55→OK→Close(4)定义材料参数ANSYS Main Menu:Preprocessor→Material Props→Material Models →Thermal→Conductivity →Isotropic→KXX:0.025→OK→S pecific Heat→C:0.28→OK→Density→DENS:0.054→OK Material Props window:Material→New Model→Material ID: 2→OK→Isotropic→点击3次Add Temperature，分别输入T1:0, T2:2643, T3:2750, T4:2875, KXX:1.44 at T1, KXX:1.54 at T2, KXX:1.22 at T3, KXX:1.22at T4→拷贝上述4个温度→OK→Enthalpy→点击3次Add Temperature→粘贴上述温度→ENTH:0 at T1, ENTH:128.1 at T2, ENTH:163.8 at T3, ENTH:174.2 at T4→OKMaterial Models Defined window→Thermal conduct (iso)→Graph→OK→Enthalpy→Graph→OK (见图8-4及图8-5)→OK→鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口图8-4 热导－温度曲线图8-5 焓－温度曲线(5)生成几何模型①生成模具外轮廓的特征点ANSYS Main Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS…→按次序输入平面的4个特征点，方式为：只在X，Y，Z3个空格中填入点的坐标值，每完成一个点输入，用Apply结束，4个特征点:1( 0,0,0), 2(2.2,0,0), 3(1,1.2,0), 4(0,1.2,0)→OK②生成模具外轮廓ANSYS Main Menu:Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary→Through KPs →Pick keypoints 1、2、3、4(注意先后顺序) →OKANSYS Main Menu: Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→By Dimensions →X1: 0.4, X2:2.2, Y1:0.4, Y2:0.8 →OKANSYS Main Menu:Preprocessor →Modeling→Operate →Booleans →Overlap →Areas →Pick AllANSYS Main Menu:Preprocessor →Modeling→Delete →Area and Below →点击面3 →OK (6)网格划分ANSYS Main Menu:Preprocessor→Meshing →Mesh Tool →Smart Sizing →拖动滑条至4 →Mesh →点击面5 →OK (in the picking menu)→Mesh Tool… →位于Size Controls下的Global: Set →NDIV:4(每一条线分为2段)→OK →Mesh →点击面4 →OK→Close (关闭MeshTool窗口)(7)模型施加载荷ANSYS Main Menu:Preprocessor →Loads →Define Loads →Apply →Thermal →Convection →On Lines →用鼠标点击选择3条线(包括线1,3,4) →OK→Film coefficient: 0.014, Bulk temperature: 80→OK(8)分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Analysis Type →New Analysis →Transient→OK →OKANSYS Utility Menu:Select→Entities →Areas →OK →点击面4 →OKANSYS Utility Menu:Select→Everything Below →Selected AreasANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Initial Condit'n →Define →Pick All →Lab: TEMP,Value:2875 →OKANSYS Utility Menu:Select →Entities →Nodes →Attached to →Areas, all →Invert →CancelANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Initial Condit'n →Define →Pick All →Lab: ALl L DOF,Value:80→OKANSYS Utility Menu:Select →EverythingANSYS Main Menu:Solution →Load Step Opts →Time/Frequenc→Time-Time Step →Time at end of load step: 4; initial time step size: 0.01 →Choose Stepped loading →Minimum time step size: 0.001; Maximum time step size: 0.25 →OKANSYS Main Menu:Solution →Load Step Opts →Output Ctrls →DB/Results File→设置文件输出频率Every substep →OKANSYS Main Menu:Solution →Solve →Current LS→File→Close→OK →Close(Solution is done!).(9)结果显示ANSYS Utility Menu:Parameters →Scalar Parameters →定义变量: "cntr_pt = node (1.6,0.6,0)" →Accept →CloseANSYS Main Menu:Time Hist Postproc →Add V alue →Nodal Solution→DOF Solution →Temperature →User-specified label: center→picker and press enter: cntr_pt→OK→OK →File →CloseANSYS Main Menu:Time Hist Postpro →Graph V ariables →NV AR1: 2→OK显示中心点的温度随时间变化曲线（见图8-6）图8-6 中心点的温度随时间变化曲线图8-7 模型温度变化过程模拟图ANSYS Main Menu:General Postproc→Read Results →First SetANSYS Utility Menu:Plot Ctrls →Style →Contours →Non_uniform Contours→V1: 2643 →V2: 2750 →V3: 3000→OK（见图8-7）ANSY S Utility Menu:Plot Ctrls →Animate →Over Time →Number of animination frames:10→OK→关闭Auto Contour Scaling窗口(10)退出系统ANSYS Utility Menu:File →Exit…→Save Everything →OK【ANSYS算例】8.3(2) 金属材料凝固过程的瞬态传热分析(命令流)针对【ANSYS算例】8.3(1)的GUI操作，提供完整的命令流。
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If j＝12 计算结束
生成ANSYS输入文件
读入工件 运行条件
金属工件随时间的运动 燃烧器的输出
设定热传导系数
写出ANSYS 文件
ANSYS文件名
ANSYS Features
计算结果
出口側
530. 704 613. 85 696. 997 780. 144 863. 291 946. 437 1030 1113 1196 1279 K
走
向
固态
ANSYS Features
• 流场分析
－结晶器、铸轧等
ANSYS Features
结晶器内流场分析
• 用户单位：北京科大 • 控制结晶器内流场是提高钢液洁净度的最后环节。 • 结晶器内的流动方式对夹杂物的分离去除、防止保护渣卷入钢 水影响很大 • 对凝固初期坯壳的均匀形成、防止注流冲刷局部凝固壳造成拉 漏或坯表面裂纹产生有较大影响。 • 研究不同操作条件下结晶器内流场特征对指导连铸生产是非常 必要的。
*dim,a,,1584
获得金属工件的温度 *do,;a(i)=temp(i);*enddo 代入相邻的工件 *do,;d,i+144,temp,a(i);*enddo 用关闭时间行进方法计算 删除代入的温度 j=j+1
Step j+1 设定燃烧器的温度 If j<12 计算最初10秒 ANSYS Featu
分析过程
• 在造形时，使用ANSYS的APDL语言建模，将关键的设计参 数（如水管直径、水管间距、衬砖厚度）设为变量，可根 据计算结果，方便地调整。 • 利用耦合技术，计算高炉壁各处的应力值。
两块衬砖时冷却壁温度场分布
衬砖剥落后冷却壁热应力分布
ANSYS Features
ANSYS Features
• 相变、组织分析
－铸造、凝固等
ANSYS Features
轧辊浇铸与相变及残余应力
• 用户单位：大连橡胶塑料机械厂 • 轧辊的铸造过程十分复杂，伴随有相变、换热、材料属性的变 化，因而是典型的非线性分析。 • 在凝固的过程中，铸铁经历由液相到固相的变化，用单元的生 死来模拟。
金属工件的温度随时间的变化
ANSYS Features
结论
用ANSYS的辐射模型分析燃烧炉内移动金属工件的温度变化
金属工件的移动 ： 一下一下移动（用APDL描述）
温度、温度变化历程 ： 与实测结果基本一致
ANSYS的辐射热分析可有效地用于预测燃烧炉内的 高温环境
ANSYS Features
薄板坯连铸连轧热过程模拟
入口側
炉内金属工件温度分布
ANSYS Features
分析结果
1300 1100
j j i x ·
900 700 500 300 0 3600 7200 Ô i b j
À ª i ì j À ª i j À ª i k j Å á i ð Í j Å i ð Í j ½ Ï i ð Í j 10800 14400
轧件带来的急速的热量传入和由润滑 油乳化液或者冷却水造成的冷却，因 而表层温度发生周期性的变化。
• 分析意义与目的：精确预测轧辊
的温度分布，对轧辊的表面性能及热 应力分析提供具体依据
ANSYS Features
结果特点
• ANSYS热分析功能 • 温度变化区域集中在轧辊表面30～50mm深度 • 轧制足够时间后，轧辊温度分布呈稳定状态
结 论
• 进行高炉冷却壁传热分析及优化设计，根据设计者的要求灵 活改变模型，模拟各种工况，得到可信度高的温度结果和应 力结果。 • 该模型不仅可以用于冷却壁的设计和炉衬材料的选择，而且 也可以用于分析判断现有冷却壁和炉衬的损坏程度。
• 最后利用本模型，校验了一种新的高炉冷却装置设计，并改 变一系列设计参数，对比得到的不同结果，证明了采用冷却 壁与冷却板结合的方式，可改善高炉冷却状况，延长高炉寿 命，而且证明了设计参数的合理性。
热分析：预测材料的温度变化过
程，为热处理工艺提供热辐射模型
ANSYS Features
加热炉模型
金属工件 北
中央
排气口
南
均热燃烧器
加热燃烧器
预热燃烧器
金属工件
金属工件移动方向
ANSYS Features
移动中的工件的模型表达
在辐射模型中，辐射矩阵和固体模型紧密相关 方法１ 一下一下地移动（向相邻物体位臵移动） × 不能移动到任意位臵 ○ 辐射矩阵不变也可以（计算时间 短） 方法２ 每移动一次，辐射矩阵要重作一次 ○ 能移动到任意位臵 × 计算时间及工作量增加
0. 4
0. 8
1. 2 1. 6 L( m )
R：バーナ軸からの半径距離 L：バーナタイル出口からの距離
炉内温度：800℃ 燃 料：ブタンガス 空気温度：250℃ 燃焼負荷率：100％ 空気比：1, 1
火炎形状
バーナ型番 燃焼量 火炎直径 火炎長さ kW 約φ D m 約Lm H -TM G - 3B H -TM G - 6B H -TM G -12B H -TM G -25B H -TM G -50B 25. 6 51. 2 102 203 407 0. 10 0. 10 0. 15 0. 20 0. 25 0. 3 0. 5 0. 7 0. 9 1. 2
ANSYS Features
在炉内移动的加热金属工件 的辐射热分析
古河電気工業(株) 研究開発本部 横浜研究所 新富 浩一
ANSYS Features
分析目的
热处理炉 炉内材料不断移动 不同热处理温度的材料 满足材料的热处理条件 投入的材料次序不定， 很难把握合适的温控条件 和实际的温度历程
根据材料的位臵 适时调节温控条件
ANSYS Features
分析过程
• ANSYS/CFX 流体动力学模块 • ANSYS/FLOTRAN 流体动力学模块 • 利用此模型可研究水口形状、插入深度、拉坯速度等工艺参数 对结晶器内流场的影响。
ANSYS Features
浇铸过程模拟
ANSYS Features
铸带形成过程模拟
水口
金属工件 炉壁 火焰
辐射率
炉壁 1.0 火焰 1.0 金属工件 0.7
所用单元
金属工件 炉壁 火焰 辐射源 Solid70 Shell57 Shell57 Matrix50
ANSYS Features
设定燃烧器的输出
均热燃烧器示例
100
燃 烧 器 输 出 的 能 量
80 60 40 20 0 時間（ 秒）
• 由于铸造成型过程中 温度变化的范围很大， 热应力会很大，材料 有可能进入塑性，因 此要输入材料的特性 曲线。
金属模
A
砂芯 砂型 铸铁轧辊
ANSYS Features
分析过程
• 计算时考虑了以下情况：
–空心轧辊在铸造过程的瞬态温度场的模拟 –空心轧辊的凝固过程 –空心轧辊铸造应力的形成及变化情况
铸辊
铸带
流动状态
ANSYS Features
凝固区、糊状区和液态区的分布
• 热分析
－感应加热、加热炉、热轧等
ANSYS Features
感应加热器电磁场分析
ANSYS Features
线圈的源电流
电磁加热
电磁搅拌
薄板感生热流的分布
薄板坯的感生电流
ANSYS Features
轧辊温度场的分析
• 工程背景：工作辊表面反复受到由
ANSYS Features
燃烧器的形状、温度
辐射能量 E＝A*5.67*10-8*T4 =407KW
火焰 形状: φ26cm,L120cm (圆柱形，面积A=1m2) 温度: 1636K(1363℃)
ANSYS Features
火炎温度特性
0. 3 0. 2 0. 1
800℃ 900℃ 1000℃
ANSYS软件在
冶金行业应用
史志远
ANSYS CHINA BEIJING OFFICE 2003.11
ANSYS Features
应用分类
液态 工 艺
• 流场分析 －如结晶器等 • 热分析 －如感应加热、铸造、加热炉等 • 相变、组织分析 －如铸造、铸轧等 • 金属成形 －如轧制、锻造、挤压、矫直等 • 强度分析 －设备&零件静、动态强度分析
• 研究薄板坯在铸机不同位置时温度历史
钢包
结晶器 二冷段
均热炉
精轧
矫直 卷曲机
薄板坯连铸连轧生产线示意图
ANSYS Features
薄板坯离弯月面10M 处温度分布
薄板坯在铸机不同位置时 温度历史
薄板坯在均热过程的 温度历史
薄板坯进入均热炉时 的温度分布 薄板坯在均热2 分钟时 的温度场 薄板坯均热后 的温度分布
A
4. 利用ANSYS进行残余应力分析，可以方便地模拟 残余应力的形成过程，找到危险部位
ANSYS Features
组织相变
温度分布及变化规律
组织相变
ANSYS Features
• 金属成形
－轧制、锻造、挤压、矫直等
ANSYS Features
中厚板轧制有限元模拟
• 用户单位：东北大学 • 中厚板板带较厚,易形成平面形状缺陷，使切头尾和切边量增 大，严重影响生产率 • 平面形状控制就是轧制钢板的矩形化 技术，可使最终产品减少切头尾和切 边损失，从而提高生产率 • 对平面形状控制的深入研究需要很好 地了解中厚板的三维变形过程
● 距離Ｒ, Ｌの補正係数 型式 係数 H -TM G - 3B H -TM G - 6B H -TM G -12B H -TM G -25B H -TM G -50B