[發明專利]高爐爐殼結構設計方法

無效

• 申請號: 200910272803.1
• 申請日: 2009-11-17
• 公開（公告）號: CN101702186A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 宋太云;沈影;邵同平;馬洌海;楊畏安
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王超

技術領域

本發明涉及高爐爐殼結構設計領域，特別是涉及用于高爐爐殼結構有限元分析設計的計 算參數輸入，有限元模型的建立與計算，及計算數據的處理。

背景技術

高爐爐殼結構設計前必須進行有限元分析，能用于高爐爐殼結構有限元分析的軟件有很 多，比如ANSYS(由ANSYS，Inc.設計，最新版本12.0)、Abaqus等，但均為通用有限元軟件。 這些通用有限元軟件沒有專門針對高爐爐殼結構進行開發。當將通用有限元軟件應用于高爐 爐殼結構計算時，由于軟件的復雜性及高爐爐殼結構的復雜性，只有經過專門訓練的人員才 能掌握，一般的設計人員由于不熟悉通用有限元軟件的使用，很難掌握。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種高爐爐殼結構設計方法，本方法結合通用有限 元分析軟件，能滿足高爐爐殼結構有限元分析所需要的建模與計算數據處理。

本發明所采用的技術方案是：首先對高爐爐殼結構的類型、幾何參數、荷載參數、開洞 洞口參數進行組織，根據通用有限元分析軟件的要求編寫計算參數輸入軟件，通過計算參數 輸入軟件生成符合通用限元分析軟件的技術要求的命令流文件；然后通過鏈接通用有限元分 析軟件，讓通用有限元分析軟件讀取數據并進行高爐爐殼結構的有限元分析；最后通過調用 并處理通用有限元分析軟件計算生成的文件，得到高爐爐殼結構的各種計算結果。

本發明的優點：本發明擁有非常直觀的交互式輸入界面，把ANSYS復雜的計算參數輸入、 有限元建模過程變成了簡單的交互式數據輸入過程。該方法能讓設計人員在不熟悉有限元分 析軟件的前提下快速完成高爐爐殼結構有限元分析工作。

附圖說明

圖1是本發明的方法流程圖。

圖2是本發明的數據組織流程圖。

具體實施方式

本發明首先對高爐爐殼結構的類型、幾何參數、荷載參數、開洞洞口參數進行組織，根 據通用有限元分析軟件的要求編寫計算參數輸入軟件，通過計算參數輸入軟件生成符合通用 限元分析軟件的技術要求的命令流文件；然后通過鏈接通用有限元分析軟件，讓通用有限元 分析軟件讀取數據并進行高爐爐殼結構的有限元分析；最后通過調用并處理通用有限元分析 軟件計算生成的文件，得到高爐爐殼結構的各種計算結果。具體應用中，通用有限元分析軟 件可采用ANSYS。本發明的技術方案可運行在計算機上。

如圖1和圖2所示，本發明詳述如下：

(1)數據的組織

(a)基礎數據的分類：關于高爐爐殼數據的組織，首先是高爐的分類。以前還沒有人系 統地對高爐結構進行分類，我們根據工程經驗，對高爐爐殼結構的類型進行組織的方法為： 按出鐵口數量、出鐵口方位、風口的高程、風口的數量、高爐爐殼的各段過度對高爐爐殼進 行分類。

(b)其他數據的分類：根據研究，將除高爐爐殼結構類型分類以外的其他數據分為幾何 參數、荷載參數、開洞洞口參數等。對荷載參數進行組織的方法為：將荷載數據按照爐料、 渣鐵水、風壓、懸料、坐料進行分類。

(c)數據填寫界面的設計：計算參數輸入軟件包括數據填寫界面，所有參數數據在該界 面直接出現，高爐爐殼結構的類型在下拉菜單中選擇，幾何參數、荷載參數、開洞洞口參數 給出填寫界面，同類型的參數數據分布在一起，輸入幾何參數時還提供相應的示意圖，可以 方便數據填寫。

(2)數據的導出：

計算參數輸入軟件還可用Visual?C++將填寫的參數數據導出為符合ANSYS技術要求的文 本文件。

(3)與通用有限元軟件進行連接

經過計算參數輸入軟件導出高爐爐殼結構的命令流文件后，按通用有限元ANSYS的格式 編制進行高爐爐殼結構設計分析的文件，通過該文件由計算參數輸入軟件直接進入ANSYS， 進行機組有限元計算。

ANSYS進行高爐爐殼結構的有限元分析過程包括：高爐爐殼結構在不同板厚、不同單工 況和組合工況作用下，爐殼結構各部位的內力、應力及變形計算。

(4)提取計算結果

調用并處理ANSYS計算生成的文件的方法為：通過ANSYS計算得到的文件，生成高爐各 段板厚所對應的最不利應力結果和各個工況的應力云圖，可直接指導高爐爐殼結構的設計。