文档介绍
| 钢包滑动水口机构是一种控制钢水流量的装置，在炼钢环节中起着重要的作用。其在使用过程中的急剧温变引起的热应力会导致其产生裂纹、剥落甚至是崩溃，会缩短其使用寿命，进而影响整个生产过程的正常运行。伴随着计算机硬件的飞速革新，近几年来CAE技术不断发展和有限元分析方法以及软件的不断完善，给大型炼钢设备提供了可靠的力学分析方法。本课题以钢包滑动水口为研究对象，对不同形状滑板的热应力进行对比研究，运用新的设计手段和方法，如三维建模技术、有限元法等。获取研究对象在浇注之前的初始温度场以及浇注过程中的温度场和热应力场，得出在浇注过程中不同形状的热应力分布情况，然后进行对比分析，为其结构设计和改进提供理论基础。本文调研了国内外钢包滑动水口机构研究的相关文献，深入了解了钢包滑动水口系统的结构,并对应用有限元法进行热分析、热-结构耦合应力场分析的相关理论进行了研究，介绍了目前流行的CAE（计算机辅助工程）分析软件、分析流程和部分软件在本课题研究中所要使用的相关功能。运用SolidWorks软件创建了钢包滑动水口系统三维几何模型，在其基础上运用HyperMesh软件通过映射网格划分、自由网格划分技术建立了钢包滑动水口系统的三维有限元分析模型，确保网格质量的可靠。钢包滑动水口系统是典型的承受高温重载的设备，在工作过程中承受结构应力和热应力双重的作用，涉及到热-结构耦合场的研究，本文采取间接法，先对模型的温度场进行计算了解温度场的分布状况。通过温度场的计算，钢包滑动水口系统在浇注过程中，耐火材料部分、机械、驱动装置的最高温度低于材料的蠕变温度。本文运用有限元软件ANSYS和CAE前处理软件HyperMesh对不同形状滑板进行仿真实验和分析，对滑板形状的优化具有指导意义。对整个钢包滑动水口系统进行热-结构耦合场的应力计算，并以此为依据对不同形状的滑板热应力分析进行分析研究和评估。最后，在第六章，对本论文所做的工作进行了总结，并指出了在研究过程中存在的一些不足和有待进一步深入研究的问题。 |
文档标签:
热力学
