辊棒抗热震性对制品影响的研究及数值模拟

发布时间：2024-06-02 14:09

　　随着国内建筑陶瓷行业极速发展,建筑陶瓷辊道窑是朝着越来越宽的方向发展。作为辊道窑的核心部件——辊棒,同时起着支撑和传送制品的作用,必须具有良好的抗热震性,才能适应辊棒宽断面下的高使用温度及温度的急剧变化,达到在保证制品成品率的情况下增加其使用寿命的目的。而国内对于辊棒的抗热震性研究几乎是空白的。因此,对辊棒的热应力分析和抗热震性研究将对国内陶瓷工业窑炉发展产生极其重要的意义,更能响应国家节能降耗的政策。本文从这一角度出发,着力研究辊道窑辊棒在温度急剧变化时所受应力,并通过热力耦合分析了解辊棒抗热震性对制品的影响。同时通过改变辊棒其它物性参数达到改善辊棒的抗热震性,并且对制品烧成过程中增加窑炉调节措施,把辊棒抗热震性能对制品的影响降至最小,为国内相关行业的生产提供理论研究依据。通过系统的理论研究及数值模拟分析,得出以下主要结论:1、通过对辊棒进行力学分析后了解辊棒做成空心圆轴状的优势,不仅能节省材料,还能保证辊棒横截面的圆心区域的材料得到充分地利用。2、通过对辊棒的结构力学研究,当辊棒表面达到最高温度后,在开始降温时,表面的降温速率比内部的升温速率要高,最后辊棒趋近于稳态。并且辊棒中心区...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 国内外辊棒的研究现状
    1.2 国内研究的不足
    1.3 辊棒的抗热震性及其对窑炉生产的影响
        1.3.1 辊道窑辊棒的抗热震性能
        1.3.2 抗热震性对制品影响的理论分析
    1.4 研究辊棒抗热震性能的目的和意义
2 辊棒传动的力学分析及热震模拟
    2.1 陶瓷辊棒传动的力学分析
        2.1.1 研究的目的和意义
        2.1.2 空载传动中的扭矩分析
        2.1.3 传动中的辊棒的扭转强度计算
        2.1.4 传动中的辊棒的扭转刚度计算
    2.2 辊棒传动中的热震模拟及研究
        2.2.1 模拟的必要性和研究意义
        2.2.2 辊棒非稳态导热的理论基础
        2.2.3 热边界条件和热载荷的施加
        2.2.4 热震中辊棒导热的数值模拟
    2.3 本章小结
3 辊道窑辊棒的瞬态动力学数值分析
    3.1 辊棒传动的瞬态动力学基础
        3.1.1 分析概述
        3.1.2 制品在被传动过程中的分析
        3.1.3 制品对辊棒的交变载荷分析
    3.2 辊棒的瞬态动力学模拟分析
        3.2.1 辊棒的模型建立和材料的设置
        3.2.2 网格的划分和载荷及约束的施加
        3.2.3 求解选项的设置及后处理
        3.2.4 求解结果的显示与分析
    3.3 本章小结
4 辊棒抗热震性能对制品的影响
    4.1 抗热震性能对制品影响的研究分析
        4.1.1 急冷带前端制品的概述
        4.1.2 研究的目的和意义
        4.1.3 分析的理论基础对照组的设置
        4.1.4 瞬态热应力分析照组的设置
    4.2 制品的热应力耦合分析
        4.2.1 建立几何模型和材料参数的设置
        4.2.2 划分网格和条件的设置
        4.2.3 结果后处理及计算
        4.2.4 两组制品结果数据的对比分析
    4.3 本章小结
5 改善辊棒抗热震性能和减小对制品影响的探索
    5.1 辊棒热冲击下的理论分析
        5.1.1 辊棒热冲击下的简介
        5.1.2 热应力下的断裂分析
        5.1.3 热冲击下的损伤分析
    5.2 改善辊棒抗热震性能
        5.2.1 辊棒制备的方法
        5.2.2 改善辊棒抗热震性的途径
    5.3 减小辊棒抗热震性能对制品的影响的措施
    5.4 本章小结
6 主要结论和展望
    6.1 主要结论
    6.2 不足之处
    6.3 展望
致谢
参考文献
附录A:辊棒式样测试报告



本文编号：3987353