基于圖像處理裂紋網(wǎng)簡化的連鑄輥壽命預(yù)測研究.pdf

1、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，造成輥子材料浪費(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

2、分析，得出了連鑄輥上循環(huán)熱應(yīng)力的大小。結(jié)合實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

3、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)果對裂紋網(wǎng)簡化提出了簡化準(zhǔn)則，并確定了優(yōu)先級。就多個微裂紋對主裂紋的影響進(jìn)行了線性疊加，同時以短軸與長軸比為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)度因子計算公式。對比連鑄生產(chǎn)實際通鋼量與仿真實驗數(shù)據(jù)，驗證了將形狀函數(shù)作為橋梁，以連鑄輥輥面裂紋網(wǎng)中裂紋長度作為