大型多支承回转窑主体部件力学行为分析及有限元仿真

回转窑是一种广泛应用于冶金、建材、化工等多种工业部门的回转圆筒类设备，它的技术性能和受力情况在很大程度上决定了产品的质量、产量和成本。因此，研究回转窑的力学行为，掌握其受力及变形规律，具有极其重要的工程意义。但是，由于结构等原因，仅用传统的力学计算方法分析回转窑主体部件的力学行为存在很多不足，需要采用传统力学计算与数值分析相结合的方法研究回转窑的力学特性。 本论文结合长城铝业公司氧化铝厂2#（4×100）回转窑的结构，对回转窑的主体部件力学行为进行了分析和有限元仿真。主要做了以下几方面的工作： 概述了有限元分析的离散原理及数值分析流程，分析了大型工程分析软件ANSYS的构架。 按按传统力学理论对托轮的表面接触应力和过盈配合进行了计算；采用了ANSYS的Solid95单元离散托轮结构；搜集不同工况下在线监测数据，对托轮的外载荷进行了分析计算；确定合适的边界条件，采用ANSYS的高级建模技术，建立了托轮的有限元仿真分析模型：利用ANSYS的载荷工况组合、路径分析等高级后处理技术对托轮的应力、应变进行了仿真分析。 分析滚圈的受力，推导了筒体对滚圈的压力分布；确定合适的边界条件，采用ANSYS的Solid95单元离散滚圈结构，建立了滚圈的有限元仿真分析模型；对分析结果进行后处理。 阐述了连续梁理论、薄壳理论分析简体力学行为的不足；采用了ANSYS的Shell93单元对筒体结构进行离散处理；确定合适的边界条件，采用ANSYS的高级建模技术，建立了筒体的有限元仿真分析模型；利用ANSYS的路径分析等高级后处理技术对筒体的应力、应变进行了仿真分析。 通过以上的工作，找出了回转窑主体部件的受力变形规律、峰值应力及危险截面，修正了一些传统计算的结论。可以认为用理论计算与数值分析相结合的方法对回转窑主体部件进行分析的结果比传统设计计算结果更符合回转窑的实际情况，从而为全面分析回转窑的力学行为找到了一条好的途径，同时也为将数值分析方法及大型工程分析软件ANSYS引入大型工程结构的力学行为分析中作了一次有益的尝试。