异型阴极结构铝电解槽热应力场仿真

姜艳丽^1,2，郑奇^1,2，喻亮^1,2，冯乃祥³，唐鑫^1,2

1. 有色金属清洁冶炼与综合利用广西高校重点实验室2. 桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室3. 东北大学材料与冶金学院材料各向异性与织构教育部重点实验室

摘 要：应用大型有限元软件ANSYS建立了160kA异型阴极结构铝电解槽和传统阴极结构铝电解槽的三维热应力模型,并对其进行了模拟计算。计算结果表明,异型阴极与传统阴极有着相似的位移分布,各方向上极值差别不大;异型阴极与传统阴极内部的应力场分布趋势基本相似,但异型阴极应力场要较为复杂。两种阴极正应力最大值差别不大,异型阴极XZ面的应力集中增高,XY面与YZ面的应力集中降低。阴极形状的改变使应力极值所在的位置由长轴两端变化为阴极凸起与阴极表面的连接处,因此需要在此处作加固处理。

关键词：铝电解槽;异型阴极;ANSYS;热应力;位移;应力集中;