锻造用钢锭凝固过程热应力场数值模拟

摘要

采用三维瞬态传热有限元方法,对13t锻造钢锭在凝固过程中的温度场和热应力场分布进行了数值计算及分析,探讨了钢锭在凝固过程中的应力分布规律。分析结果表明,在钢锭凝固初期,钢锭模内部承受压应力,外部承受拉应力。由于凝固收缩,钢锭在凝固初期外表面受拉应力的作用。随着凝固的进行,锭模的热应力值不断下降。凝固结束时,钢锭呈表面受压心部受拉的应力分布状态。在凝固过程中,钢锭在反向圆弧处的收缩量最小,小倒角处的收缩量最大。本模拟可为优化钢锭模设计、提高钢锭质量提供依据。