国内外对于高炉炉壳的受力已经有一定的研究。但是高炉炉壳上有大量的孔洞,如出铁口、风口、冷却设备安装孔等,其中冷却设备安装孔的数量最多且尺寸相对较小,而且由于计算机硬件的限制,对于冷却设备安装孔附近的应力分布以及开孔率对炉壳承载力的影响都没有太多研究。基于以上原因,本文利用ANSYS有限元软件建立了4800m3的高炉炉壳,将冷却设备安装孔建入模型,分析了高炉炉壳的应力分布情况,不同板厚、开孔率对高炉炉壳承载力以及稳定承载力的影响,通过以上一系列分析得到了一些研究成果。本文研究工作主要分为以下几个部分:第一部分:主要介绍了经典板壳理论以及它在有限元当中的应用,为以下部分的分析提供理论基础;第二部分:介绍了如何利用ANSYS建立几何模型,施加荷载以及利用计算机划分出合理单元水平,得出单元划分精度为0.3R(R为冷却设备安装孔曲率半径)时,在保证足够精度的前提下耗时最少;第三部分:对4800m3高炉进行强度分析,得到最大承载力,以及各段应力分布、应变变化情况。其中高炉炉壳冷却设备安装孔周边都出现了应力应变集中现象,其中九、十排处冷却设备安装孔应力、应变达到最大;第四部分:改变高炉炉壳板厚进行应力应变对比,得到改变板厚的情况下,应力分布规律不变,高炉炉壳最大承载力与高炉炉壳板厚呈线性关系。在改变开孔率的情况下,得出在开孔率超过30%以后,高炉炉壳承载力急剧降低;第五部分:对高炉炉壳进行稳定分析,在正常工作状态时,由于炉内气压的有利影响,只在高炉炉罩处出现局部失稳,于是,只有板厚对稳定承载力有影响,随着板厚度减小,稳定承载力线性降低。而开孔率的变化对高炉炉壳的稳定影响甚小。在休风状态时,炉内气压变为0,在整体分析时,低阶失稳出现了整体失稳的情况,因此,高炉炉壳板厚度的减小对稳定承载力呈线性降低,开孔率的增大对稳定承载力呈一定规律变化。最后考虑加劲肋的影响建立局部模型,进一步分析炉罩的稳定性。