鋼包用不同形式滑板的熱應(yīng)力場研究.pdf

1、鋼包滑動水口機構(gòu)是一種控制鋼水流量的裝置,在煉鋼環(huán)節(jié)中起著重要的作用。其在使用過程中的急劇溫變引起的熱應(yīng)力會導(dǎo)致其產(chǎn)生裂紋、剝落甚至是崩潰,會縮短其使用壽命,進而影響整個生產(chǎn)過程的正常運行。伴隨著計算機硬件的飛速革新,近幾年來CAE技術(shù)不斷發(fā)展和有限元分析方法以及軟件的不斷完善,給大型煉鋼設(shè)備提供了可靠的力學(xué)分析方法。
　　 本課題以鋼包滑動水口為研究對象,對不同形狀滑板的熱應(yīng)力進行對比研究,運用新的設(shè)計手段和方法,如三維建模技

2、術(shù)、有限元法等。獲取研究對象在澆注之前的初始溫度場以及澆注過程中的溫度場和熱應(yīng)力場,得出在澆注過程中不同形狀的熱應(yīng)力分布情況,然后進行對比分析,為其結(jié)構(gòu)設(shè)計和改進提供理論基礎(chǔ)。
　　 本文調(diào)研了國內(nèi)外鋼包滑動水口機構(gòu)研究的相關(guān)文獻,深入了解了鋼包滑動水口系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并對應(yīng)用有限元法進行熱分析、熱一結(jié)構(gòu)耦合應(yīng)力場分析的相關(guān)理論進行了研究,介紹了目前流行的CAE(計算機輔助工程)分析軟件、分析流程和部分軟件在本課題研究中所要使用的相

3、關(guān)功能。
　　 運用SolidWorks軟件創(chuàng)建了鋼包滑動水口系統(tǒng)三維幾何模型,在其基礎(chǔ)上運用HyperMesh軟件通過映射網(wǎng)格劃分、自由網(wǎng)格劃分技術(shù)建立了鋼包滑動水口系統(tǒng)的三維有限元分析模型,確保網(wǎng)格質(zhì)量的可靠。鋼包滑動水口系統(tǒng)是典型的承受高溫重載的設(shè)備,在工作過程中承受結(jié)構(gòu)應(yīng)力和熱應(yīng)力雙重的作用,涉及到熱一結(jié)構(gòu)耦合場的研究,本文采取間接法,先對模型的溫度場進行計算了解溫度場的分布狀況。通過溫度場的計算,鋼包滑動水口系統(tǒng)在澆注

4、過程中,耐火材料部分、機械、驅(qū)動裝置的最高溫度低于材料的蠕變溫度。
　　 本文運用有限元軟件ANSYS和CAE前處理軟件HyperMesh對不同形狀滑板進行仿真實驗和分析,對滑板形狀的優(yōu)化具有指導(dǎo)意義。對整個鋼包滑動水口系統(tǒng)進行熱一結(jié)構(gòu)耦合場的應(yīng)力計算,并以此為依據(jù)對不同形狀的滑板熱應(yīng)力分析進行分析研究和評估。
　　 最后,在第六章,對本論文所做的工作進行了總結(jié),并指出了在研究過程中存在的一些不足和有待進一步深入研究的問