轉(zhuǎn)爐托圈機(jī)械-熱應(yīng)力耦合三維非線性分析.pdf

1、　　轉(zhuǎn)爐托圈支撐轉(zhuǎn)爐爐體，并傳遞爐體傾動(dòng)力矩，是煉鋼機(jī)械中極其重要的部件。它在工作過程中，受到熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷的共同作用，工況惡劣，容易產(chǎn)生裂紋而導(dǎo)致破壞。本文首先從理論上分析了托圈的機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力的有限元計(jì)算原理，并以新設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)爐托圈為例，進(jìn)行了實(shí)體建模。然后用三維非線性有限元法對(duì)其機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力及二者的耦合分別進(jìn)行了計(jì)算，研究了托圈在不同工況下其應(yīng)力分布和變化規(guī)律。通過研究表明：托圈機(jī)械應(yīng)力整體分布較低，位移較小，而且爐體處于不

2、同的工作角度時(shí)，托圈產(chǎn)生的應(yīng)力并不對(duì)稱，下半托圈整體應(yīng)力比上半托圈整體應(yīng)力要大，而且隨著傾動(dòng)角度的增加，上部托圈應(yīng)力減小。研究還發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)力是導(dǎo)致托圈破壞的主要原因，它是機(jī)械應(yīng)力的2～3倍。托圈周向溫差引起的熱應(yīng)力比較小，可以忽略不計(jì)，徑向溫差引起的應(yīng)力較大。當(dāng)托圈受機(jī)械-熱應(yīng)力耦合作用時(shí)，托圈下部的應(yīng)力值始終稍高于托圈上部，無(wú)論在何種工況下，球鉸耳座附近應(yīng)力都較高，為托圈的危險(xiǎn)區(qū)域。根據(jù)托圈的應(yīng)力分析，可以提出具體的設(shè)計(jì)方案，對(duì)托圈采用