大噸位轉爐托圈的疲勞性能仿真研究.pdf

1、轉爐煉鋼具有高生產率、低生產成本和易與連鑄鋼鐵相配套等特點，是目前應用最為廣泛的鋼鐵冶煉方法。托圈是轉爐系統(tǒng)中至關重要的部件，起著承載和傳動爐體的作用，如果托圈結構出現(xiàn)裂損，將給轉爐的生產帶來嚴重的安全隱患。某鋼廠的250噸柔性螺栓式轉爐托圈已服役多年，最近發(fā)現(xiàn)其內部筋板結構上出現(xiàn)大量的疲勞裂紋，為確保帶裂損的托圈在爐役期間內能夠安全使用，有必要對其疲勞性能進行研究。
　　本文以該轉爐托圈為研究對象，借助有限元軟件為研究平臺，建立

2、轉爐整體結構的三維CAD模型及CAE模型，并對其溫度場及耦合應力場進行分析，以確定基于全局模型下托圈內立筋板子模型的邊界條件，同時獲取立筋板上疲勞薄弱點隨傾動角度變化的載荷歷程。計算結果表明，托圈內立筋板圓弧拐角處應力值較大且存在明顯的應力集中現(xiàn)象，反映出該位置為疲勞薄弱區(qū)域，容易產生裂紋。采用應力強度因子的數(shù)值求解法和子模型技術對筋板結構進行裂紋擴展分析以評估其剩余強度。在上述研究基礎上，為降低裂紋擴展速率來提高裂紋擴展壽命，提出幾種