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转炉托圈是一个重型的复杂空间焊接结构，在使用中承受机械载荷以及长期温度载荷。托圈所承受的机械载荷经由多个复杂的接触面接触传递，所承受的热负荷是经由热辐射和接触面热传导形成的温度载荷。为了分析托圈结构的强度和变形，文中建立含多个复杂接触面的托圈三维热弹性有限元模型，利用建立的模型完成托圈温度场、应力场和变形场的计算分析，分析结果应用于实际托圈结构的优化设计和制造。实践表明，计算分析结果可以作为结构强度评估和结构优化设计的可靠依据，为大型托圈结构的安全可靠性分析提供依据。