文档介绍：基于有限元法的钢包回转台结构优化摘要:文章对单臂承载能力为230t的钢包回转台进行了负载为280t情况下的受力分析,得到了钢包回转台在280t负载情况下的静态应力分布,并以此为依据优化改进了原230t钢包回转台结构,使其承载能力升级。关键词:钢包回转台;有限元;静力分析;承载能力升级中图分类号:TF341文献标识码:A文章编号:1009-2374(2013)09-0044-04钢包回转台是设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。它是连铸机生产线上的关键设备之一,起着连接上下两道工序的重要作用。蝶形钢包回转台由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、平行连杆、鞍形座、驱动装置、防护板等组成,其单臂承载能力为230t。为降低人工成本,节约时间,利用以前设计的原单臂承载能力230t钢包回转台,利用有限元软件计算载荷在280t情况下的受力情况,根据分析结果对其结构进行改造,达到承载要求。1有限元分析模型的建立钢包回转台是由大量的钢板通过焊接组成的结构件,本文将厚长比小于1/15的构件采用壳单元处理。钢包回转台工作时,液压缸有推力作用,本分析中把液压缸的推力当成系统内力,用刚性单元代替,如图1所示:图2是钢包回转台支撑臂处在接放钢包状态时的有限元分析模型。钢包回转台各部分材料机械性能数据见表1。,因此分析时用模拟螺栓作用的刚性单元代替实际螺栓,并施加全约束载荷。如图3所示为底座约束局部图。、钢水重力载荷。。钢包回转台装置自身重力载荷:(,加上加盖装置自重)。、钢水重力载荷。钢包回转台在高位放包时有三种载荷工况():工况I:高位满包、低位为空:满包载荷:280000××=+6N工况Ⅱ:高位满包、低位空包:满包载荷:+6N空包载荷:100000×=+5N工况III:双边满包:高位满包载荷:+6N低位满包载荷:280000×=+6N钢包(含钢水)的重力载荷作用在鞍形座上,在本分析中将一对鞍形座上表面的若干节点用刚性单元集中连接于鞍形座对称中心点,然后在此中心节点上按不同的工况施加钢包和钢水的重力载荷,如图4所示:3静强度分析基于上述边界条件,采用ANSYS非线性接触结构静力分析方法,得出了钢包回转台整体系统的应力和弹性变形位移结果。图5至图7是钢包回转台整体系统在不同工况下的应力分布云图。由于整体结构应力水平较高,所以此最大应力的部位所对应的材料可能也不具备足够的强度,又由于零部件含不同的材料或采用不同厚度的钢板焊接,故有必要考察主要零部件的应力水平及局部分布。表3归纳了底座、回转支座、升降臂、鞍形座、连杆、销轴、衬套、上框架上的最大应力及其发生部位的分析结果。表中括号里的尺寸为最大应力单元所属的零件板厚或销轴直径。对于回转支承的受力情况另作讨论。从表3可以归纳得出基本结论:(1)底座在单边满包、一边为空时偏载最大,应力最大,随着偏载的减小应力随之减小,应力水平中等,~。(2