渣包的热疲劳分析及优化设计

发布时间：2021-11-11 13:49

　　针对渣包易开裂、使用寿命低等问题,采用ANSYS软件对渣包进行瞬态热力学数值模拟,并借助nCode Design Life软件预测疲劳寿命,分析渣包结构对热疲劳损伤的影响。研究结果表明:渣包支撑座与渣包壳过渡处温差较大,产生很大的热应力,造成渣包热疲劳损伤;渣包壁厚均匀可避免结构突变引起的热应力集中;优化设计后的渣包采用支腿式结构,有效降低了热应力,并提高热疲劳寿命。该数值计算的研究成果已应用于工业生产,取得了良好的技术经济效果。 

【文章来源】：中国有色冶金. 2020,49(05)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

优化前渣包

采用ANSYS软件对渣包进行瞬态热力学数值模拟，得出渣包在不同时间内的温度场。由图2可知，渣包温度逐渐升高，以内壁升温最为明显，在3 600 s时最高温度达到625.06℃，底座和耳轴升温较慢，支撑座与渣包壳过渡处以及耳轴与渣包壳过渡处温差较为明显，见图2(d)。2.3.2 应力分析

支撑座与渣包壳过渡处热应力最大，在600 s时应力值达到970 MPa，其次为耳轴与渣包壳过渡处，在600 s时应力值达到685 MPa，均远高于材料的屈服强度，见图3(a)。实际生产中，此区域易出现裂纹，这是由于支撑座与底部区域壁厚较厚，支撑座温度变化远远滞后于底部温度的变化，导致温差迅速增大，热应力急剧升高。随着渣包温差逐渐减小，热应力逐渐下降。2.3.3 疲劳寿命分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]铜渣缓冷制度条件下渣包温度场的仿真与分析[J]. 王旭成,张立华.  稀有金属. 2020(02)
[2]焊接渣包应力场分析与设计[J]. 李久成,杨善来,王国平,董玉德.  冶金设备. 2017(06)
[3]渣罐的热强度分析及结构改进[J]. 马学东,孙德标,邢卫平.  机械设计. 2015(04)
[4]钢渣渣罐的热强度分析及结构改进[J]. 王厉刚,蒋娟娟,孙德标,马学东.  冶金设备. 2013(06)
[5]渣罐复合应力的有限元分析[J]. 任学平,王秉林,高耀东,韩继铖.  包头钢铁学院学报. 2006(02)



本文编号：3488969