大噸位轉(zhuǎn)爐托圈的疲勞性能仿真研究.pdf

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼具有高生產(chǎn)率、低生產(chǎn)成本和易與連鑄鋼鐵相配套等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的鋼鐵冶煉方法。托圈是轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)中至關(guān)重要的部件，起著承載和傳動(dòng)爐體的作用，如果托圈結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂損，將給轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。某鋼廠(chǎng)的250噸柔性螺栓式轉(zhuǎn)爐托圈已服役多年，最近發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部筋板結(jié)構(gòu)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(nèi)能夠安全使用，有必要對(duì)其疲勞性能進(jìn)行研究。
　　本文以該轉(zhuǎn)爐托圈為研究對(duì)象，借助有限元軟件為研究平臺(tái)，建立

2、轉(zhuǎn)爐整體結(jié)構(gòu)的三維CAD模型及CAE模型，并對(duì)其溫度場(chǎng)及耦合應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析，以確定基于全局模型下托圈內(nèi)立筋板子模型的邊界條件，同時(shí)獲取立筋板上疲勞薄弱點(diǎn)隨傾動(dòng)角度變化的載荷歷程。計(jì)算結(jié)果表明，托圈內(nèi)立筋板圓弧拐角處應(yīng)力值較大且存在明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，反映出該位置為疲勞薄弱區(qū)域，容易產(chǎn)生裂紋。采用應(yīng)力強(qiáng)度因子的數(shù)值求解法和子模型技術(shù)對(duì)筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂紋擴(kuò)展分析以評(píng)估其剩余強(qiáng)度。在上述研究基礎(chǔ)上，為降低裂紋擴(kuò)展速率來(lái)提高裂紋擴(kuò)展壽命，提出幾種