板坯连铸结晶器铜板热机耦合应力分析

通过对大板坯连铸结晶器铜板热电偶的实测温度数据的分析,获得了铜板温度场分布的基本规律,在考虑钢水、铸坯、铜板以及接触面介质的物理参数随温度变化的前提下,依托有限元软件ANSYS对结晶器铜板的动态温度场、耦合应力场进行动态仿真,获得了铜板在三排热电偶高度上的温度分布与耦合应力应变规律,研究结果为了解铜板的应力/变形情况以及铸坯缺陷分析提供了较好的数据参考。

80t转炉托圈温度场测试及热机耦合应力分析

对某公司1号与2号两座80t转炉托圈进行现场温度测试,由测试结果再运用有限单元法对两托圈分别进行温度场模拟并进行三维热机耦合应力分析,研究了托圈水冷、托圈与炉体之间间隙等因素对托圈温度场及应力分布的影响,为转炉托圈的设计与使用提供了数据参考。

150t精炼钢水包耐火层热-机械耦合应力分析

对设计建造的某厂150 t精炼钢水包,采用非线性有限元分析方法,建立了钢水包座包过程的三维接触模型。在温度场和热载荷分析的基础上,建立了耐火层的热-机械耦合应力分析的力学模型,并进行了相应的计算。计算结果表明,钢包壁部分的强度符合要求,不会引起开裂漏钢事故。而对耐火层的计算表明,耐火层包底热-机械耦合应力虽然最大,但由于处于压应力状态,尚没有超过耐材的抗压强度,包底耐火层出现开裂的可能性不大。在耳轴箱部位的耐火层的热-机械耦合应力虽然不是最大,但该区域处于拉应力主导状态,在内壁和外壁的应力幅值均已达到或超过耐材的抗折强度,容易产生沿壁厚方向的贯穿性裂纹,引发漏钢事故。根据计算结果,采用降低相对变形的技术方法,降低了耳轴箱部位耐火层的应力幅值,有效地解决了大吨位、大容积比钢水包上部耐火层漏钢的技术问题。

柴油机活塞不同工况下温度场与应力场有限元分析

利用有限元分析软件ABAQUS对某6缸直列发动机在额定工况、超负荷工况以及大扭矩工况下的活塞进行强度分析,并且对活塞在每种工况下热机耦合应力、变形以及对疲劳安全系数进行校核,对3种不同工况进行比较,验证该活塞能否满足所有工况下的使用要求。

柴油机活塞阳极氧化对结构可靠性的影响

为了探究氧化层对活塞结构可靠性的影响,以柴油机铝质活塞为研究对象建立活塞三维模型,结合试验数据对活塞温度场、热应力场和热机耦合场进行有限元模拟计算和对比分析。分析结果表明,在最大负荷工况下,阳极氧化的铝基体活塞最高温度和最大热应力较原始活塞分别下降6.58℃和14.1MPa;阳极氧化区域产生了拉应力。因此,在设计中,原始活塞顶面受压应力的区域应覆盖氧化层以平衡压应力,在原始活塞顶面受拉应力的区域应不覆盖氧化层以避免增大拉应力。活塞顶面应力状态得到改善后可以减少顶面裂纹产生,提高活塞的使用寿命。

150 t钢水包扩容减重研究

针对某炼钢厂150 t精炼钢水包扩容到165 t后的初步设计超重问题,采用热机耦合有限元方法,考虑吊运、底部坐包和耳轴箱坐包3种工况,计算了初步设计钢包的温度场和热机耦合应力场。依据计算结果,进行了3轮减重优化分析。在每一轮分析中,根据耦合应力和温度分布分析结果,逐步优化钢包结构和尺寸。最终,使钢包外璧最高温度控制在340℃以下,最大耦合应力控制在265 MPa以下,耐火层最大耦合应力控制在20 MPa以下。通过选用高强度、抗热蠕变钢材制造钢包结构,使用减重优化设计降低钢包质量10.2 t,满足了不改造或更换吊运装置和钢水加盖机构的要求,现场运行良好。该研究为提高钢包扩容能力的相关技术水平提供了重要的依据。