烧结混料机是冶金工业中广泛使用的一种非常重要的机械。我国的烧结混料机故障频发,尤其是筒体经常出现裂纹,严重影响了生产,造成重大经济损失。因此,计算筒体尤其是其危险部位的应力,预测其裂纹扩展速度或其使用寿命,具有非常重要的实际意义。本文就是针对武钢公司烧结厂第三烧结车间的烧结混料机来展开分析和研究的。 本文在分析烧结混料机结构与工作原理的基础上,利用三维设计软件Pro/E完成烧结混料机主要零件三维造型、虚拟装配,并进行了干涉检查。在烧结混料机设计开发过程中,引入现代设计方法,计算机辅助设计技术,动态仿真技术等,有利于整机设计水平的提高。 本文对烧结混料机托轮、筒体进行了受力分析,然后建立了符合烧结混料机托轮、筒体实际工况的有限元模型,利用ANSYS软件对烧结混料机托轮和筒体上产生的应力、变形进行了有限元模拟,借助该软件强大的后处理功能,绘制了托轮、筒体的应力云图和变形云图。接着对筒体的裂纹扩展规律及影响裂纹扩展的因素进行了分析,进而预测其裂纹扩展速度,最后通过计算由初始裂纹扩展到临界值所需要的循环次数而得到了烧结混料机筒体近似的剩余寿命。 本文在分析烧结混料机筒体裂纹时,将有限元分析的结果与断裂力学中相关理论结合起来,对烧结混料机筒体进行了裂纹扩展速度预测和剩余寿命预测,并利用MATLAB软件分析了裂纹预测曲线与实测值拟合曲线之间的相对误差,验证了预测方法的有效性。