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LF炉钢水罐车结构损伤的力学分析与改进设计研究
| 论文题名： | LF炉钢水罐车结构损伤的力学分析与改进设计研究 |
| 关键词： | 钢水罐车;车架结构;损伤分析;三维有限元分析 |
| 摘要： | 钢水罐车作为炼钢产业中连铸工艺流程的重要设备，承担盛满高温钢水的钢包的地面运输任务。钢水罐车的承重吨位大，地面运输存在冲击荷载，运输安全性问题突出。因此，钢水罐车的结构强度和运输安全性是结构设计重点关注的部分。传统的经验设计出的钢水罐车结构用材多、结构复杂，并不能确保结构的强度，时常出现局部结构开裂现象。一旦钢水罐车在转运过程中转向失灵或者车架断裂，有可能出现钢包倾覆等安全事故。为了防止此类情况的发生，需要对钢水罐车的结构强度和和可靠性进行准确详细的分析，避免结构损伤和安全事故的发生。 本论文针对某炼钢厂现役钢水罐车出现的车架结构损坏情况，采用三维有限元分析方法，对该钢水罐车结构损伤进行了力学分析。主要工作包括： （1）根据钢水罐车设计图纸，利用Solidworks三维建模软件和Hypermesh有限元建模软件，建立钢水罐车的本维结构模型和三维有限元模型； （2）根据钢水罐车承载和运输路面冲击情况，运用ANSYS软件，对结构进行有限元计算，得到整体结构的应力和变形场； （3）根据有限元计算结果，对结构强度进行分析，发现该钢水罐车在使用过程中，出现了局部应力过高、超过了Q345-B的屈服强度，进而可能发生局部开裂现象； （4）通过针对有限元计算结果的分析，针对局部应力过高的问题，提出车架结构的优化方案，并对该优化方案进行了有限元分析，结果证明局部强度得到了提高，消除了安全隐患。 本文的研究方法适用于冶金重型结构，能够准确分析结构强度和刚度性能，为分析结构损伤的原因和结构的优化提供理论基础。 |
| 作者： | 黄丽芳 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 尹晓春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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