Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
Einleitung zur FE-Analyse der Stahlgießpfanne
Elementgruppen erzeugen
XY-Ansicht von unten
Materialdaten
Randbedingungen
Belastungen
Formeln
Grafische Darstellung der Spannungen
1.) Pfannenmantel
2.) Pfannenboden mit 40 mm und Zangenlagerung
3.) Verstärkungsblech für Boden-Seitenwand mit 60 mm
4.) Pfannenboden mit Fußlagerung
5.) Zapfen und Rippen
6.) Zangengehänge und Zangenbolzen
Mechanische Eigenschaften der Werkstoffe
Spannungsauswertung
Mantel 25 mm WStE 460 für 370°C
Boden 60 mm WStE 460 Zangenlagerung für 370°C
Boden 60 mm WStE 460 Fußlagerung
Rippen WStE 460 WStE 460
Obere und unterer Ringe WStE 460
Einleitung zur FE-Analyse der Stahlgießpfanne
Bei dem hier vorliegenden FEM-Projekt, wird eine Stahlgießpfanne mit dem FEM-Programmsystem MEANS V8 berechnet, um eine genauere Aussagen über den Spannungsverlauf treffen zu können. Besonders interessiert die Veränderung, wenn die Stahlgießpfanne höher als die offizielle Auslegungsbelastung von 144 t belastet wird.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Folgender Lagerungszustand soll betrachtet werden:
Die Pfanne wird mit einem Gehänge gehoben. Die Steifigkeit des Gehänges wird durch Verstärkungsringe und Verstärkungsbleche erhöht (siehe Skizze).
Folgende Gewichtslasten sollen berücksichtigt werden:
Die Stahlgiesspfanne hat ein Fassungsvermögen von 140 t. Das Gewicht der Ausmauerung beträgt 33t, Pfannengewicht beträgt 21 t (!). Bedingt durch die Betriebstemperatur von 280°/370° Grad Celsius beträgt das E-Modul 190000 N/mm2 und die Dichte 7850 kg/m3.
Welche Spannungen interessieren
Es interessieren hauptsächlich die Biege-, Membran- und Schubspannungen im Bereich der des Bodens, der Zangen, Stege und Verstärkungsbleche.
Elementgruppen erzeugen
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
3D-Ansicht
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
XY-Ansicht von unten
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abmessungen der Krempe:
Die Krempe (blau) am Pfannenboden hat folgende Abmessungen:
Höhe = 230 mm
Breite = 200 mm
Wandstärke = 60 mm
Materialdaten
Für alle 8 Elementgruppen müssen die spezifischen Materialdaten wie Elementdicke, E-Modul und P-Zahl eingegeben werden.
EG 1: Mantel mit Wandstärke 25 mm EG 2: Boden mit SHEL6 mit 40 mm
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
EG 3: Boden SHEL8 mit 40 mm EG 4: Verstärkungsring oben 155 mm
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
EG 5: Verstärkungsring unten mit 170 mm EG 6: Zange D=400 mm Wandst. 290 mm
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
EG 7: Alle Stege mit 150 mm EG 8: Kragen Boden-Seitenwand 60 mm
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Randbedingungen
Die Stahlgiesspfanne wird am linken und rechten Zapfen in z-Richtung gelagert. Am Bodenmittelpunkt werden die Verschiebungen in x- und y-Richtung gesperrt. Mit dieser Lagerung können auch bei eventuellen Temperaturschwankungen keine Zwängungen entstehen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Belastungen
Es werden 3 Lastfälle aufgestellt und miteinander überlagert.
Lastfall 1:
Eigengewicht des flüssigen Roheisens (maximal) mit 140 Tonnen und 4 Tonnen Schla>Formeln
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Lastfall 2:
Eigengewicht der feuerfesten Auskleidung mit 33 Tonnen, die als Ringlast auf den Boden angenommen werden.
Gewichtskraft = 330 000 N
?Anzahl Knoten = 108
Knotenbelastung in z-Richtung = 3055.55 N
Lastfall 3:
Dieser Lastfall wird durch eine Gravitationsbelastung mit der Dichte = 7850 kg/m3 und dem Gravitationsfaktor von –13.6 (Zangenlagerung) und –14.5 (Fußlagerung) auf alle Elemente berechnet.
Diese gibt das Eigengewicht der Pfanne wieder. (Summe 21t) (Gehänge bei Fußlagerung 8t; somit Pfanne max. 29t)
Zusätzliche Belastung durch Temperaturdifferenzen
Hierzu wurden keine Angaben gemacht, es wurde von einer homogenen Temperaturverteilung ausgegangen!
Ergebnisauswertung
Formeln
v. Mises-Membranspannungen
v.MISES Membran = [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]
v. Mises-Biegespannungen
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
v. Mises-Biege- und Membranspannungen
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
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