基于热-结构耦合炉管吊钩结构优化前后的对比分析

摘要：

管式加热炉的炉管吊钩是用于支撑辐射段炉管的核心部件,材质一般为耐热型不锈钢.为进一步降低其造价成本,对传统炉管吊钩进行了结构优化设计.根据结构受力特点,通过将厚重的腹板优化为镂空设计,将支座分为上下布置,取消传统设计的腹板两侧的筋板,实现经优化后的结构质量是原设计的1/3.进一步应用ANSYS软件对两种吊钩进行热-结构耦合数值模拟对比分析,吊钩材料均选用ZG40Cr25Ni12.研究结果表明:在相同荷载下,新型炉管吊钩的高温区面积、总体变形以及等效应力最大值均小于传统炉管吊钩.应力最大点均位于螺栓孔安装面且大于材料的屈服强度,通过对结构危险点的应力线性化校核,证明了优化后的结构能够满足设计要求,在确保安全稳定的同时,大幅降低了制造成本.

关键词：热-结构耦合、炉管吊钩、结构优化、结构强度、ANSYS

所属期刊栏目：52

分类号：TK175;TG257(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金52006120

在线出版日期：2023-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：34-40