随着钢铁工业对铁矿石需求的不断攀升,现有富矿已无法满足使用要求,必须考虑大量开采贫矿。而贫矿不能直接入炉,需要通过烧结工艺形成烧结块再进行入炉冶炼。现代钢铁生产工艺中,烧结工艺有着广泛的应用。带式烧结机作为烧结工艺的关键设备之一,是目前国内外烧结生产中普遍采用的烧结设备。带式烧结机由多台台车组成,在两侧的台车导轨上运行一周完成烧结矿的装载、点火、烧结、卸料等过程。台车在烧结过程中受到自重、篦条与隔热垫重量、烧结矿的压力与传热以及风箱负压等一系列因素的共同作用,工作条件十分恶劣,容易使台车产生疲劳破坏并发生故障进而影响生产过程,造成经济损失。因此传统的机械设计为保证台车可靠性、安全性和使用寿命,往往所设计的台车整体较为笨重。台车重量对烧结效率有很大的影响,过重的机械在工作过程中也需要更大的驱动力来保证其正常运转。因此,研究烧结料层温度场分布,并通过热分析与结构分析对台车的应力分布情况进行研究,进而对台车进行轻量化设计具有重要意义。本文在查阅大量中外文献资料的基础上,以某公司180m~2带式烧结机台车为研究对象,利用FLUENT的UDF功能,求解烧结过程中台车的温度场分布,并结合Workbench计算台车应力分布以及变形情况,针对不同部位的应力与变形提出相应轻量化方案,最终实现台车减重目标。论文的主要工作如下:(1)基于带式烧结机台车的结构与工作原理,按照传统的理论方法对台车机械应力以及热应力进行分析,给出导热微分方程与定解条件。通过对台车烧结工况的分析,得出其主要传热来源:烟气的对流传热和隔热垫的导热。(2)根据某公司提供的图纸,建立台车物理模型,并对篦条、隔热垫等非主要研究对象进行了简化。利用FLUENT对台车烧结温度场进行仿真,得到台车不同烧结时刻的温度场分布。首先分别考虑机械应力、热应力的单独作用,接着将所分析温度场添加至Workbench热分析模块与结构分析模块进行耦合计算,得到台车耦合温度场以及耦合变形与应力,最后对仿真结果进行合理性分析。(3)针对台车不同部位以及不同承载作用分别对台车端部截面厚度、横筋截面尺寸以及主副梁结构进行优化,并结合三种轻量化方案对台车进行综合结构改进。然后将每种轻量化方案与原结构的分析结果进行对比,分析台车轻量化前后的变形与应力以及安全性和稳定性,验证所做轻量化的可行性。