摘要：热效应引起的高温表面断裂是一个重要工程问题。由于热循环造成的热龟裂、表层剥落及热脆断是高温钢液存储罐盖、热轧辊、压铸模等工件的主要失效形式,热疲劳损伤裂纹主要是热应力与冲击热应力共同作用的结果。根据有限元技术和传热学理论,以高温钢液中间存储罐在热疲劳条件下其罐盖失效的物理解剖描述为基础,对实际罐盖的温度场、应力场进行ANSYS有限元计算,进而得出罐盖的瞬态温度场和热应力场的计算结果,并确定罐盖危险点。同时对罐盖热疲劳损伤及断裂产生的原因进行进一步的分析。分析结果再现罐盖部件所受的温度、应力、应变及失效的全过程,证明有限元分析模型和求解条件的正确性,从而提出一种实际部件热疲劳失效的有限元法,认为罐盖热疲劳抗力的改善主要取决于罐盖结构与使用的材料。该问题的深入研究,为后续罐盖材料与结构优化提供理论基础,对在高温和热冲击条件下工作设备热疲劳损伤问题、寿命预测及其控制具有重要参考价值。

关键词：中间罐罐盖 瞬态温度场 瞬态应力场 有限元模拟 热疲劳失效 

单位：大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 大连116024 大连重工铸铁有限公司 大连116022