Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 79 ОБОРУДОВАНИЕ Рис. 8. Концентрация напряжений в верхней панели сводового кольца конструкции недостаточна. Для повышения не- сущей способности необходимо усиление наи- более нагруженных элементов в определенных зонах. По проведенным расчетам после анализа поля напряжений выработан вариант усиления конструкции с учетом конструктивных особен- ностей печи. На рис. 7 представлена разработан- ная схема усиления каркаса свода. После внесения всех доработок в расчетную модель конструкции в результате расчета полу- чено, что максимальные напряжения составляют 170 МПа. Это обеспечивает запас прочности 1,79. Такие напряжения развиваются на верхней пане- ли сводового кольца (рис. 8). В остальных опас- ных зонах напряжения достигают 125 МПа, что обеспечивает запас прочности 2,44. Выводы Конструкция дуговой сталеплавильной печи ДСП-40-Н1 представляет собой сложную про- странственную конструкцию, состоящую в основном из листов металла (пластин). Этот под- ход позволил создать тонкостенную конечноэле- ментную модель и по сравнению с твердотель- ной моделью (объемные конечные элементы) существенно упростить последующие расчеты в конечноэлементном пакете ANSYS Workbench. Применение метода конечных элементов по- зволило найти и оценить слабые зоны конструк- ции и произвести их усиление рациональным способом (в процессе разработки усилений были проработаны и отброшены 8 различных вариан- тов). Конструкция с предложенными усилениями успешно прошла внутризаводские испытания на предельные нагрузки и в дальнейшем обеспечит безопасную эксплуатацию печи. Список литературы 1. Сойфер В.М., Кузнецов Л.Н. Дуговые печи в ста- лелитейном цехе. – М.: Металлургия, 1989. – 176 с. 2. Анурьев В.И. Справочник конструктора- машиностроителя. Т. 1.− М: Машиностроение, 2001. – 902 с. 3. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов: учебник. – М.: Наука, 1986 г. – 512 с. 4. Гребенкин М.Ф. Расчет металлургических машин и механизмов. – Киев: Выща школа, 1988. – 448 с. 5. Толоконников Л.С. Расчет и конструирование механизмов электрических печей. – М.; Л.: Госэнер- гоиздат, 1961. – 240 с. 6. Авдонин А.С. Прикладные методы расчета оболочек и тонкостенных конструкций. – М.: Ма- шиностроение, 1969. – 402 с. 7. Moaveni S. Finite Element Analysis Theory and Application with ANSYS (3rd edition). Prentice Hall, 2008. – 868 p. 8. Басов К.А. ANSYS: справочник пользователя. – М.: ДМК Пресс, 2005. – 640 с. Рис. 7. Эскиз подкреплений кронштейна свода