轉(zhuǎn)爐托圈機械-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，并傳遞爐體傾動力矩，是煉鋼機械中極其重要的部件。它在工作過程中，受到熱負(fù)荷和機械負(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械應(yīng)力、熱應(yīng)力的有限元計算原理，并以新設(shè)計的轉(zhuǎn)爐托圈為例，進(jìn)行了實體建模。然后用三維非線性有限元法對其機械應(yīng)力、熱應(yīng)力及二者的耦合分別進(jìn)行了計算，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，托圈產(chǎn)生的應(yīng)力并不對稱，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，徑向溫差引起的應(yīng)力較大。當(dāng)托圈受機械-熱應(yīng)力耦合作用時，托圈下部的應(yīng)力值始終稍高于托圈上部，無論在何種工況下，球鉸耳座附近應(yīng)力都較高，為托圈的危險區(qū)域。根據(jù)托圈的應(yīng)力分析，可以提出具體的設(shè)計方案，對托圈采用