CN119180176B 连铸过程结晶器寿命预测方法、装置及存储介质 （东北大学）

本发明公开了一种连铸过程结晶器寿命预条件对结晶器三维有限元模型进行热力耦合分于铸坯边界条件对铸坯三维有限元模型进行热力耦合分析，得到铸坯温度场和铸坯应力应变2获取待预测结晶器的结晶器属性数据，以及获取所述待预测基于所述结晶器属性数据和所述物性参数，构建所述待预测结晶将所述结晶器热流密度作为结晶器边界条件，并基于所述结将所述铸坯热流密度作为铸坯边界条件，并基于所述铸坯边界条利用所述预设性能模拟软件确定对所述浇铸钢种进行结构分析所需的结构物性参数，确定所述待预测结晶器以弯月面位置为原点的结晶器高度方向坐标z、反算过程的第一结晶反算待定系数A和第二结晶反算待定系数B、预测结晶器的冷面温度T和连铸进程中3基于所述第一铸坯反算待定系数C、第二铸坯反算待定系数D、确定所述待预测结晶器的结晶热属性数据、结晶机械得到所述待预测结晶器的结晶器温度场数据和结晶器应力应变确定所述铸坯的热弹塑性本构方程，其中，热弹塑性本构方程4,为塑性变形阶段总α为线性热膨胀系数、dT表示温度增量、为塑性变形阶段总应力张量的增量、确定所述铸坯三维有限元模型的铸坯初始条件基于所述铸坯初始条件和铸坯边界条件，将所述三维传热控制对所述铸坯三维有限元模型进行网格划分，得到第二预设数量的铸坯单元和铸坯节确定所述待预测结晶器和所述铸坯之间的摩擦方向、接触节点的5获取单元，用于获取待预测结晶器的结晶器属性数据，以及获在连铸进程中的浇铸钢种的物性参数和铸坯构建单元，用于基于所述结晶器属性数据和所述物性参第一耦合分析单元，用于将所述结晶器热流密度作第二耦合分析单元，用于将所述铸坯热流密度作为铸坯边界铸坯应力应变场数据输入至预设摩擦磨损模型进行所述待预测结晶器和所述铸坯之间的处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方67器所在连铸进程中的浇铸钢种的物性参数和铸坯的结晶器的结晶器温度场数据和结晶器应力应的结晶器温度场数据和结晶器应力应变场数据；并将所述铸坯热流密度作为铸坯边界条到所述铸坯的铸坯温度场数据和铸坯应力应变场数据；之后基于所述结晶器温度场数据、8[0025]图3示出了本发明实施例提供的一种连铸过程结晶器寿命预测装置的结构示意[0026]图4示出了本发明实施例提供的另一种连铸过程结晶器寿命预测装置的结构示意9[0036]对于本发明实施例，由于热流密度的大小决定了结晶器内部温度场的分布和变坯三维有限元模型进行热力耦合分析，得到铸坯的铸坯温度场数据和铸坯应力应变场数元模型导入到有限元软件中，如ABAQUS(AdvancedSimulationforEngineeringandALE(rbitraryLagrangian_Eulerian，任意拉格朗日_欧拉)自适应网格技术(Arbitrary格刷新过程是利用ABAQUS中ALE(ArbitraryLagrangian_Eulerian)自适应网格技术实现。y[0050]2)结晶器与铸坯对称面位移边界条件根据对称面位置确定。铸坯垂直于X轴方向y[0055]对于本发明实施例，在对结晶器和铸坯之间的摩擦磨损[0059]对于本发明实施例，通过实地测量待预测结晶器和铸坯的三维结构尺寸数据等、无法测量的数据可以在数据库中查找到，从而能够获取待预测结晶器的结晶器属性数据，用所述预设性能模拟软件确定对所述浇铸钢种进行结构分析所需的结构物性参数，其中，λwwwww[0072]q-C-DE建立的结晶器1/4三维有限元模型及已经得到的反算热流密度结果建立结晶器热力耦合稳坯三维有限元模型进行热力耦合分析，得到铸坯的铸坯温度场数据和铸坯应力应变场数[0087]其中，T为铸坯传热温度、dt{εij}为弹性变形阶段铸坯的总应变张量的增量、tij}为弹性变形阶段总[0091]进一步地，铸坯初始条件和铸坯边界条件分别为绝热边界条件和位移边界条件，并且联合ALE自适应网格技术(ArbitraryLagrangian_Eulerian)来实现大变形或材料损来回往复运动。最后通过采用合理的边界条件设置使得磨损有限元模型接近与实际情况，待预测结晶器所在连铸进程中的浇铸钢种的物性参数和铸坯的铸坯[0101]所述第一耦合分析单元33，可以用于将所述结晶器热流密度作为结晶器边界条件，并基于所述结晶器边界条件对连铸进程中的结晶器三维有限元模型进行热力耦合分[0108]所述第一确定模块321，可以用于确定所述预测结晶器以弯月面位置为原点的结结晶器的冷面温度T和连铸进程中所用冷却水的冷却水温度T[0122]所述第三确定模块341，还可以用于确定所述铸坯三维有限元模型的铸坯初始条[0127]所述第四确定模块351，可以用于确定所述待预测结晶器和所述铸坯之间的摩擦限元模型，利用预设摩擦磨损模型对所述待预测结晶器和所述铸坯之间进行摩擦磨损模及获取所述待预测结晶器所在连铸进程中的浇铸钢种的物性参数和铸坯的铸坯属性数据；摩擦磨损模型对所述待预测结晶器和所述铸坯之间进行摩擦磨损模拟，得到摩擦磨损结元模型，利用预设摩擦磨损模型对所述待预测结晶器和所述铸坯之间进行摩擦磨损模拟，