基于圖像處理裂紋網(wǎng)簡(jiǎn)化的連鑄輥壽命預(yù)測(cè)研究.pdf

1、在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，連鑄輥不可避免地會(huì)產(chǎn)生熱疲勞裂紋、磨損等問(wèn)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(duì)連鑄輥進(jìn)行修復(fù)。裂紋網(wǎng)過(guò)密、擴(kuò)展深度大會(huì)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(shí)。為了兼顧充分利用連鑄輥剩余壽命與及時(shí)下線整修這兩方面，需要對(duì)連鑄輥的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，尋求合適的下線時(shí)機(jī)。
　　連鑄輥表面的熱疲勞裂紋是由于生產(chǎn)過(guò)程中周期性熱應(yīng)力的影響產(chǎn)生，對(duì)于連鑄輥壽命而言是主要影響因素。本文對(duì)某一工況下拉矯輥進(jìn)行

2、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(dòng)態(tài)載荷對(duì)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(guò)對(duì)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(jì)算的方法對(duì)連鑄輥上主裂紋進(jìn)行圖像分割提取，通過(guò)橫向與縱向像素對(duì)比，結(jié)合連鑄輥受力狀況，選擇

3、裂紋長(zhǎng)度作為壽命預(yù)測(cè)的觀測(cè)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(duì)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(jì)算結(jié)果對(duì)裂紋網(wǎng)簡(jiǎn)化提出了簡(jiǎn)化準(zhǔn)則，并確定了優(yōu)先級(jí)。就多個(gè)微裂紋對(duì)主裂紋的影響進(jìn)行了線性疊加，同時(shí)以短軸與長(zhǎng)軸比為0.3的橢圓裂紋為例給出了修正系數(shù)的主裂紋擴(kuò)展最前端的應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算公式。對(duì)比連鑄生產(chǎn)實(shí)際通鋼量與仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了將形狀函數(shù)作為橋梁，以連鑄輥輥面裂紋網(wǎng)中裂紋長(zhǎng)度作為