ISSN:
1432-0681
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Übersicht Das Stranggießen wird mit dreidimensionalen finiten Elementen, die beliebige Barrenformen zulassen, simuliert. Berücksichtigt werden die sich bei der Erstarrung ändernden Randbedingungen und die Temperaturabhängigkeit der Materialeigenschaften. Mit Hilfe eines ersten Simulationsmodells wird unter Berücksichtigung des ortsabhängigen Wärmeübergangs die Temperaturverteilung und die Bildung der festen Schale berechnet. Mit einem zweiten Modell wird dann die Spannungsverteilung in der Schale unter der gegebenen thermischen und mechanischen Belastung sowie der erzwungenen Barrenbewegung berechnet. Die Simulationsmodelle stellen eine zuverlässige Methode zur Optimierung des Stranggießens und seiner Parameter dar. Die Rechenergebnisse für die Temperature stimmen gut mit Referenzresultaten überein. Einsetzen des Temperaturverlaufs und der Randbedingungen in die weitere Berechnung ergeben, daß Maximalspannungen am Austritt der Gußform, bei den Antriebs- und Umlenkrollen sowie den Erstarrungsfronten auftreten. Als Vorhersagekriterium stärker rißgefährdeter Stellen wird das Verhältnis der von Misesschen Vergleichsspannung zur Fließspannung herangezogen. Das maximale Spannungsverhältnis tritt an den Biegerollen auf.
Notes:
Summary Due to high productivity and the ability to cast to a form which could be rolled directly to a final product, continuous casting was selected for analysis and simulation. Three-dimensional finite element was used because of its capability to analyze any type of ingot with arbitrary section. Various types of boundary conditions which occur during the solidification process, as well as temperature dependent material properties were discussed. Two generalized models for heat transfer and stress analysis were developed. The first model, based on variation of heat transfer boundary conditions, was used to predict temperature distribution and solid shell formation. The second model, by considering applied thermal and mechanical loads and enforced displacements on the ingot, was used to calculate the stress distribution within the solid shell. These models provided design engineers with a reliable method of optimizing the casting processes and parameters. The computer results of the temperature distribution compared favorably with the other literature. Application of the temperature history along with other boundary loads and displacements into analysis, determined that the maximum stress occurs at the mold exit, the pinch and bending rolls, and the complete solidification areas. To predict the places with higher chance of crack formation a ratio of calculated stress to von Mises stress was used. The maximum stress ratio was detected at the location of the bending rolls.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00790130
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