[发明专利]一种烧结炉超标缺陷部位加强弧块结构的优化评定方法

说明书

本发明提供了一种烧结炉超标缺陷部位加强弧块结构的优化评定方法，所述方法主要是在烧结炉环焊缝超标缺陷部位添加了加强弧块结构，通过控制调整加强弧块结构位置和大小来增强环焊缝缺陷部位的结构安全性能。所述的设备主要是包含：烧结炉的内筒与外夹套、炉门端盖、筒体法兰、卡箍与环焊缝等部件，其中环焊缝位于筒体法兰和内筒之间，加强弧块结构位于内筒与外夹套之间。通过添加加强弧块结构，并对加强弧块结构的位置大小采用拉丁超立方方法进行样本点训练和遗传算法进行优化评定，提高焊缝缺陷部位的安全性，整体上优化了烧结炉的整体结构安全评定结果。

技术领域

本发明涉及烧结炉，尤其涉及烧结炉内筒。

背景技术

通过有限元分析计算结果可知，由于边缘效应受端部集中应力影响，烧结炉内筒靠近炉门端第一道环焊缝的应力值较大，在使用中受交变载荷作用容易导致制造中遗留缺陷的扩展或者产生新的缺陷。该环焊缝为烧结炉安全运行的薄弱位置，对该焊缝处的缺陷安全评定尤为值得重视。通过加强弧块结构的优化评定方法可以在一定程度上改善烧结炉内筒环焊缝超标缺陷部位的应力状况，提高环焊缝缺陷部位的安全性，符合实际使用要求。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种烧结炉超标缺陷部位加强弧块结构的优化评定方法，提高焊缝超标缺陷部位的安全性。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种烧结炉超标缺陷部位加强弧块结构的优化评定方法，包括以下步骤：

步骤1：基于设备设计图纸，使用UG软件建立烧结炉局部模型和对内筒体环焊缝进行建模，并在烧结炉内筒环焊缝超标缺陷部位周围进行加强结构设计。

步骤2：将模型导入Spcaeclaim中且需要共享的面进行拓扑共享，并在workbench中对烧结炉的不同的部位进行材料赋予、网格划分、边界条件和载荷的施加。

步骤3：根据有限元分析结果，获得烧结炉内筒体环焊缝的当量应力分布云图，对环焊缝超标缺陷处进行应力线性化处理，获得薄膜主应力和弯曲应力的线性化结果。

步骤4：通过对添加的加强弧块结构的具体位置与尺寸大小进行优化评定计算，利用拉丁超立方方法对烧结炉的加强弧块结构的位置和大小进行样本点的训练，结合响应面模型的建立，运用多目标遗传算法优化获得超标缺陷部位最佳优化加强弧块结构尺寸大小、位置及相关部件的应力云图结果。

采用二阶多项式响应面模型，结合N阶多项式构造响应面数学模型，利用最小二乘法回归基础项系数，其中常用的二阶多项式的公式为：

式中M为输入变量个数，为输入变量；为多项式待定系数。

对烧结炉的优化问题属于多目标的优化，将在Workbench中基于多目标遗传算法在获得的响应面模型上得到若干较优结果，其中多目标遗传算法的公式为：

式中：是第个设计变量，为设计变量的总数；和为第个设计变量取值上下限，为第个子目标函数，是子目标函数的总数；为第个不等式约束条件，是不等式约束的总数；为第个等式约束条件，是等式约束的总数。

在一较佳实施例中：所述加强弧块是具有结构几何尺寸的三维实体结构圆弧块，有长宽高3个尺寸。

在一较佳实施例中：步骤1中在烧结炉内筒环焊缝超标缺陷部位周围进行加强结构设计具体是指：构建烧结炉支撑结构模型，加强弧块结构设计在位于内筒体的外壁面上,在环焊缝缺陷部位周围增加一段具有结构几何尺寸的加强弧块实体结构。

附图说明

图1烧结炉子结构局部模型图；

图2烧结炉子结构局部加强弧块结构模型图；

图3a为参数1的示意图；