基于热-结构耦合炉管吊钩结构优化前后的对比分析

作     者：王子兴 杨美娥 董海波 宋民航 WANG Zixing;YANG Meie;DONG Haibo;SONG Minhang

作者机构：中海油石化工程有限公司山东济南250101 中海油惠州石化有限公司广东惠州516086 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国际实验室北京100190 

基　　金：国家自然科学基金项目(52006120) 

出 版 物：《工业加热》 (Industrial Heating)

年 卷 期：2023年第52卷第7期

页      码：34-40页

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。

主 题 词：热-结构耦合 炉管吊钩 结构优化 结构强度 ANSYS 

学科分类：080503[080503] 080702[080702] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-1639.2023.07.008

馆 藏 号：203123967...