作為爐襯使用的耐火材料在服役過程中,自身存在漸變溫度場,溫度及某些內(nèi)在的化學(xué)反應(yīng)使材料產(chǎn)生膨脹或收縮,不同部位相互約束產(chǎn)生熱應(yīng)力,當(dāng)其大于材料本身強度時,將產(chǎn)生不同形式的破壞,但漸變溫度場對未燒成耐火材料具有一定的利用價值。因此,本課題從熱應(yīng)力與熱膨脹性能的關(guān)系出發(fā),得出理想熱膨脹性能曲線,對不同材質(zhì)耐火材料的熱膨脹性能進行了研究,并根據(jù)理想曲線確定研究主材質(zhì),確定以軋鋼加熱爐用粘土磚為研究對象,通過改變材料的成分與結(jié)構(gòu),研究其對熱膨脹性能的影響,利用ANSYS有限元法分別對不同成分和不同結(jié)構(gòu)的材料進行復(fù)合,分別形成成分梯度和結(jié)構(gòu)梯度耐火材料,對復(fù)合前后的試樣進行溫度、應(yīng)力的模擬分析研究。研究得出以下結(jié)論:(1)理想熱膨脹系數(shù)隨溫度升高而減小,且曲線斜率不斷減小;理想熱膨脹率曲線近似一條水平直線。600 oC處理后,石英質(zhì)、焦寶石質(zhì)材料熱膨脹系數(shù)隨溫度升高而減小,與理想曲線變化趨勢一致;剛玉尖晶石質(zhì)、高鋁質(zhì)、莫來石質(zhì)、鎂質(zhì)耐火材料隨溫度升高先增大后減小,參考理想曲線變化趨勢,確定焦寶石質(zhì)材料為研究主材質(zhì)。(2)利用成型壓力形成的氣孔率梯度較小,結(jié)構(gòu)梯度DT1(高溫面到低溫面越來越致密)的...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 文獻綜述
    1.1 耐火材料熱應(yīng)力
    1.2 梯度功能耐火材料
        1.2.1 梯度功能耐火材料的提出
        1.2.2 梯度功能耐火材料的應(yīng)用研究
    1.3 有限元模擬仿真技術(shù)在耐火材料中的應(yīng)用
        1.3.1 有限元模擬仿真技術(shù)
        1.3.2 有限元法在耐火材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題目的和意義及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 課題目的和意義
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
第二章 試驗
    2.1 試驗原料及設(shè)備
        2.1.1 試驗原料
        2.1.2 試驗設(shè)備
    2.2 試驗方案
        2.2.1 材質(zhì)的選擇
        2.2.2 結(jié)構(gòu)梯度的設(shè)計及有限元分析
        2.2.3 成分梯度的設(shè)計及有限元分析
        2.2.4 利用ANSYS對試樣的溫度場及應(yīng)力場的模擬分析
    2.3 試樣制備工藝流程
    2.4 性能檢測
        2.4.1 常規(guī)物理性能
        2.4.2 熱物性參數(shù)
第三章 材質(zhì)的選擇
    3.1 理想材料的熱膨脹性能
    3.2 各材質(zhì)耐火材料的熱膨脹性能
        3.2.1 相同材質(zhì)耐火材料在燒成處理前后的熱膨脹性能
        3.2.2 不同材質(zhì)耐火材料燒成前后的熱膨脹性能
    3.3 本章小結(jié)
第四章 結(jié)構(gòu)梯度的設(shè)計及有限元分析
    4.1 基于成型壓力形成結(jié)構(gòu)梯度的有限元分析
        4.1.1 試樣熱物理性能
        4.1.2 均一結(jié)構(gòu)試樣的熱應(yīng)力分析
        4.1.3 結(jié)構(gòu)梯度試樣的熱應(yīng)力分析
    4.2 基于造孔劑加入量形成結(jié)構(gòu)梯度的有限元分析
        4.2.1 試樣熱物理性能
        4.2.2 均一結(jié)構(gòu)試樣的熱應(yīng)力分析
        4.2.3 結(jié)構(gòu)梯度試樣的熱應(yīng)力分析
    4.3 致密性與試樣熱應(yīng)力關(guān)系
    4.4 小結(jié)
第五章 成分梯度的設(shè)計及有限元分析
    5.1 莫來石成分梯度
        5.1.1 試樣熱物理性能
        5.1.2 均一成分試樣的熱應(yīng)力分析
        5.1.3 成分梯度試樣的熱應(yīng)力分析
        5.1.4 小結(jié)
    5.2 紅柱石成分梯度
        5.2.1 試樣熱物理性能
        5.2.2 均一成分試樣的熱應(yīng)力分析
        5.2.3 成分梯度試樣的熱應(yīng)力分析
        5.2.4 小結(jié)
    5.3 廣西白泥成分梯度
        5.3.1 試樣熱物理性能
        5.3.2 均一成分試樣的熱應(yīng)力分析
        5.3.3 成分梯度試樣的熱應(yīng)力分析
        5.3.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：4055236