10t單支臂電渣爐結(jié)構(gòu)分析及其優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、電渣爐是將普通碳鋼在大電流的作用下進行重熔的設(shè)備，其熔煉后所獲得的電渣鋼的機械性能可達到或超過同鋼種鍛件的水平。隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對鋼材性能的要求也越來越高，這就使得對于電渣爐的研究成為了當前的熱門與趨勢，也使得它應(yīng)用的越來越廣泛。
　　本課題以邢臺10t電渣爐實際工程項目為研究背景，運用ANSYS軟件對電渣爐的機械結(jié)構(gòu)進行有限元分析。
　　電渣爐機械設(shè)備主要包括電極升降橫臂和立柱部分。本文使用Solidworks

2、三維軟件對電渣爐進行實體建模，成功導(dǎo)入ANSYS軟件后，完成電渣爐機械設(shè)備的有限元分析。因為立柱是電渣爐主要的承重部件，因此針對立柱部分進行單獨分析，分析結(jié)果表明電渣爐設(shè)備強度和剛度達到工作的要求。
　　電極通過升降橫臂上的滾輪實現(xiàn)往復(fù)運動，由于輪軌與軌道之間的接觸形式為線面接觸，因此會在滾輪和軌道的表面產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力。過大的接觸應(yīng)力導(dǎo)致滾輪和軌道產(chǎn)生塑性變形，嚴重的情況下會使電渣爐在工作過程中產(chǎn)生強烈的沖擊和振動。本文以軌道

3、和滾輪為研究對象建立二維模型進行分析，并與赫茲理論求解數(shù)值進行分析對比，二者計算相對誤差為1.2％，同時列出了常用幾組滾輪的許用最大壓力，為設(shè)計人員對滾輪的選型提供了一定的參考和依據(jù)。
　　電渣爐立柱部分為電渣爐主要的承重部件，其質(zhì)量占電渣爐整個設(shè)備的35％左右，本文使用命令流方法在ANSYS中建立立柱的數(shù)學(xué)模型，定義等效應(yīng)力和應(yīng)變做為約束條件，立柱的重量最輕為目標函數(shù)，使用ANSYS軟件對立柱進行優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后立柱的重量減少了