基于ProE和ANSYS对转炉托圈的机械应力分析.pdf

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1、·枕械研究与应用·2012年第3期(总第119期)研究与分析基于Pro／E和ANSYS对转炉托圈的机械应力分析张月娟(内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010)摘要：介绍了转炉托圈在0。倾角时所受的外栽荷，并描述了运用Pr0／E软件对托圈进行建模和导入ANSYS软件的方法，然后，基于有限元理论，运用ANSYS软件对托圈进行机械应力分析，从而得到托圈的最大应力和应力集中的部位，分析结果可为转炉托圈设计提供理论依据。关键词：转炉托圈；有限元；机械应力中图分类号：TH123．4文献标识码：A文章编号：1007-441

2、4(2012)03-0055—02ThemechanicalstressanalysisoftheconvertertrunnionringbasedonPrO／EandANSYSZhangYue——juan(InnerMngoliaunwemityofscience&technology，BaotouInnerMongolia014010，China)Abstract：Theloadfromtheconve~ertrunnionisintroducedwhentheAngleis0degrees，andthemetho

3、dofusingPro／EsoftwaretomodelandimportingtoANSYSsoftwareisdescribed，then，basedonthefiniteelementtheory，troughusingAN-SYSsoftwaretoanalyzethemechanicalstressoftheconve~，themaximumstressandthepartsofthestressconcentrationareobtained，theanalysisresultsofconve~ercould

4、providethetheorybasisfordesigning．Keywords：theconvertertrunnionring；finiteelement；mechanicalstress1引言⋯能，而ANSYS具有完善的有限元分析功能，这两个软转炉设备是由转炉炉体(包括炉壳和炉衬)、炉件各自的长处恰恰又是对方的短处。能够有效的解体支承系统(包括托圈、耳轴、耳轴轴承及支座)、倾决这一问题的方法是在Pro／E中进行建模，然后将模动机构所组成的，图1为转炉炉体和炉体支承系统的型导人到ANSYS软件中进行有限元分析，从

5、而实现几何模型图。转炉炉体是炼钢过程中进行冶金反应用计算机完成零件设计和分析。的容器；炉体支承系统主要作用是将转炉炉体及其附从Pro／E软件中导入ANSYS软件中需注意的问件的全部重量传递到基础上，同时还传递倾动机构施题：①单位统一问题。ANSYS和其他一些有限元分加给炉体的倾动力矩。转炉托圈是转炉炼钢关键性析软件一样，没有单位制的概念，处理的过程中要把设备之一，是炼钢转炉的主要承载和传动部件。托圈单位统一化，否则计算过程会因单位不统一出现错主要用于支承转炉炉体，并实现炉体倾倒。机械应力误，同一类型的变量最好取统一单位，

6、不同类型的变主要是由炉料、炉衬、炉壳的重量以及托圈自重产生量取不同的单位得到不同物理意义的结果；②导人复的。托圈一般采用箱型结构，其主体是由上、下盖板杂模型修补问题。以ANSYS导人IGES(初等图形变和内外腹板焊接而成的箱体结构，托圈箱体通过内部换规范)文件的模型为例，ANSYS提供了Nodefeatu-焊接立筋板、横隔板圈、圆管来加强托圈刚度，或增强ring和Defeaturemodel两个选项：当选择Nodefeatu-炉体和托圈的空冷效果。托圈工作时受机械应力和ring选项时，必须使用标准的PREP'／几何工具来

7、进热应力耦合作用，产生极高的内部应力。行修补；当选择Defeaturemodel选项时，对于一些模2Pro／E软件建立转型，只需选择要输入的IGES文件，设置一些选项，进炉托圈的结构模行转换以后就可以对模型进行网格划分了。型圳如果导人后模型有充叠的部分。两个面之间有缝隙，这时需要进行手工修改，以便生成容易进行网目前CAD和CAE这格划分的体。常用的方法：①使用拓扑修改工具闭合两个领域最具代表性的模型中各图元间的间隙；②修改不完全的图元以生成应用软件分别是Pro／E线、面和体；③使用布尔运算通过生成的几何体素增和ANSYS

8、，Pro／E拥有强图1转炉炉体和炉体支承大的实体和曲面造型功系统的几何模型图加几何形体。根据某工厂生产的210t托圈的参数，利用Pro／E收稿日期：2012—03—30作者简介：张月娟(1985一)，女，陕西西安人，硕士，研究方向：现代设计理论及方法。·55·研究与分析2012年第3期(总第119期)·机械研究与应用