随着国内建筑陶瓷行业极速发展,建筑陶瓷辊道窑是朝着越来越宽的方向发展。作为辊道窑的核心部件——辊棒,同时起着支撑和传送制品的作用,必须具有良好的抗热震性,才能适应辊棒宽断面下的高使用温度及温度的急剧变化,达到在保证制品成品率的情况下增加其使用寿命的目的。而国内对于辊棒的抗热震性研究几乎是空白的。因此,对辊棒的热应力分析和抗热震性研究将对国内陶瓷工业窑炉发展产生极其重要的意义,更能响应国家节能降耗的政策。本文从这一角度出发,着力研究辊道窑辊棒在温度急剧变化时所受应力,并通过热力耦合分析了解辊棒抗热震性对制品的影响。同时通过改变辊棒其它物性参数达到改善辊棒的抗热震性,并且对制品烧成过程中增加窑炉调节措施,把辊棒抗热震性能对制品的影响降至最小,为国内相关行业的生产提供理论研究依据。通过系统的理论研究及数值模拟分析,得出以下主要结论:1、通过对辊棒进行力学分析后了解辊棒做成空心圆轴状的优势,不仅能节省材料,还能保证辊棒横截面的圆心区域的材料得到充分地利用。2、通过对辊棒的结构力学研究,当辊棒表面达到最高温度后,在开始降温时,表面的降温速率比内部的升温速率要高,最后辊棒趋近于稳态。并且辊棒中心区域的温度载荷要更大,故辊棒远离中心的两侧的材料并没有被充分利用。3、通过理论计算得到质量为m的制品对辊棒产生压力载荷与辊棒间距d及制品底面边长L相关,其具体的范围为[0,mg×3d/2L]。急冷带前端辊棒受到高温制品载荷的作用,结合传热学对辊棒进行动力学研究分析后,制品在即将被辊棒带动向前传动时与制品即将脱离辊棒向前传动时,辊棒受到的应力大小变化具有较大差异。同时,辊棒内侧表面的应变比外侧小。应力使辊棒产生周向位移,从动端的周向位移大小要普遍比齿轮传动端高。4、对制品进行热-力耦合分析后,制品的各部分从最高温度开始下降是不规则的,当制品经过急冷时,最高、最低温度分布在制品的四个侧面和四个角区域。在制品的厚度方向上,靠近中间的区域的应力比两侧外表面的应力要小。制品应变趋势较为明显,渐渐趋于平缓。若热震性能较差,制品中心区域的应力明显比两侧更小,会导致制品中心区域的部分更容易产生变形和裂纹。5、依据数值模拟的分析结果,辊棒制备时可以尝试加入其它相或材料来改善其抗热震性能,若抗热震性能稍差一些,也可在制品的生产过程中通过调节窑炉使制品的降温速率保持正常。但如果辊棒抗热震性能会使制品表面变形量增加时,必须更换辊棒。