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鱼雷型混铁车罐体和车架的有限元分析

发布时间:2016-10-27 20:20

  本文关键词:高压开关罐体低压铸造成形过程的数值模拟,由笔耕文化传播整理发布。


《辽宁科技大学》 2007年

鱼雷型混铁车罐体和车架的有限元分析

罗乃杰  

【摘要】: 鱼雷罐车是炼铁生产中必不可少的设备之一,其造价昂贵。随着钢铁企业生产规模的不断扩大,保证鱼雷罐车的运行安全,降低生产成本,势在必行。因此,对鱼雷罐车的长寿化和保温等性能的研究一直是钢铁冶金领域的一个重要课题。 本文以某冶金车辆厂生产的320t鱼雷罐车为分析对象,以ANSYS为手段,分别对鱼雷罐车车架、罐体及罐壳进行了结构、温度场和热应力分析。在结构分析中采用板壳建模,进行了车架静应力有限元计算,并对应力较大的部位通过改变板壳厚度进行了分析比较。在热分析中,充分考虑了罐体物性参数随温度变化的非线性、辐射、传热随温度变化的非线性等因素,进行了鱼雷罐车罐体的温度场和热应力场的非线性有限元模拟。同时进行了罐壳的静应力有限元计算。 对该鱼雷罐车罐壳进行温度实测,所得结果同有限元计算吻合,说明数值模拟是正确的。 以上工作为鱼雷罐车设备的长寿化和设备的安全评价提供了有益的参考,为设备维护和设计提供了一定的理论依据。

【关键词】:
【学位授予单位】:辽宁科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TF321
【目录】:

  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第一章 绪论9-16
  • 1.1 鱼雷罐车概述9-11
  • 1.1.1 引言9
  • 1.1.2 鱼雷罐车的类型及结构组成9-11
  • 1.2 国内外鱼雷罐车的研究与发展现状11-13
  • 1.2.1 国外研究与发展现状11-12
  • 1.2.2 国内研究与发展现状12-13
  • 1.3 本课题的主要研究内容及意义13-16
  • 1.3.1 本课题的主要研究内容13
  • 1.3.2 本课题的选题意义13-16
  • 第二章 鱼雷罐车车架的有限元分析16-30
  • 2.1 车架分析的必要性16
  • 2.2 有限元分析软件简介16-21
  • 2.2.1 有限元分析软件的发展16-18
  • 2.2.2 有限元法的基本理论18-19
  • 2.2.3 有限元法的解题步骤19-21
  • 2.3 ANSYS软件简介21-23
  • 2.3.1 ANSYS的发展21-22
  • 2.3.2 ANSYS软件功能22
  • 2.3.3 ANSYS的特点22-23
  • 2.4 车架应力的有限元分析过程23-27
  • 2.4.1 创建几何模型23-24
  • 2.4.2 车架的有限元模型24-25
  • 2.4.3 约束和加载25-26
  • 2.4.4 求解和后处理26-27
  • 2.5 车架结构改进27-28
  • 2.6 小结28-30
  • 第三章 鱼雷罐车罐体温度场的有限元分析30-48
  • 3.1 概述30-31
  • 3.2 热传导的基本方程31-34
  • 3.2.1 能量平衡方程31-32
  • 3.2.2 速率方程32-33
  • 3.2.3 三维热传导的控制微分方程33-34
  • 3.2.4 边界条件和初始条件34
  • 3.3 稳态温度场的有限元简介34-36
  • 3.4 罐体温度场有限元分析过程36-38
  • 3.5 罐体温度场有限元分析38-47
  • 3.5.1 前处理38-42
  • 3.5.2 加载和求解42-44
  • 3.5.3 后处理44-47
  • 3.6 小结47-48
  • 第四章 鱼雷罐罐壳的热应力分析48-61
  • 4.1 概述48-49
  • 4.2 热应力的有限元方程的建立49-53
  • 4.3 罐壳温度梯度应力的有限元分析过程53-54
  • 4.4 罐壳热应力场有限元分析54-58
  • 4.4.1 模型的说明54-55
  • 4.4.2 热应力的材料参数的设定55
  • 4.4.3 罐体材料的力学性质和强度准则55-56
  • 4.4.4 罐壳温度梯度应力计算56-58
  • 4.5 罐壳机械静应力计算58-60
  • 4.6 小结60-61
  • 第五章 自然对流时鱼雷罐罐壳外表面温度的测试61-64
  • 5.1 概述61
  • 5.2 辐射温度计的测温原理61
  • 5.3 测试仪器和测试位置61-62
  • 5.4 测试结果62
  • 5.5 对比和分析62-63
  • 5.6 小结63-64
  • 第六章 结论和展望64-66
  • 6.1 结论64
  • 6.2 对进一步工作的建议和展望64-66
  • 参考文献66-69
  • 致谢69
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