球团矿由于强度高、适合规模化生产以及节能环保等优点,逐渐取代了传统的烧结矿,广泛应用于钢铁冶炼行业。固定筛作为链篦机回转窑生产设备中重要的连接部件,其结构与性能对烧结成套设备的正常运行起着关键作用。由于固定筛处在高温重载冲击等复杂恶劣工况,因此,对球团固定筛温度分布、热力耦合强度和抗冲击性能进行分析以及合理的结构优化设计具有重要意义。本文以江苏某公司生产的固定筛为研究对象,进行了固定筛热应力、热力耦合以及故障分析,在此基础上以轻量化为目标对固定筛进行了结构优化设计,最后研究优化后的固定筛抗冲击性能,验证结构可靠性。具体研究内容和结果如下:（1）对球团固定筛结构及工作原理进行了分析。基于热传导理论和热力耦合基本理论,建立了温度场热传导控制方程,在介绍固定筛热力耦合行为分析及方法的基础上,建立了热力耦合有限元方程,根据固定筛大型构件的尺寸特征,提出了基于顺序耦合法的固定筛有限元模拟方法,为热力耦合模拟分析提供理论依据和基础。（2）根据有限元分析理论,建立了固定筛热-结构耦合的数学模型,包括固定筛结构的平衡方程以及热-结构耦合方程,使用Ansys Workbench和Hyper Mesh对固定筛三维几何模型简化、网格划分、材料定义、边界条件约束,建立了固定筛的有限元模型。对球团固定筛进行了温度场模拟,获得了固定筛实际工作过程中的温度分布,并基于温度场仿真结果和提出的求解耦合方法,采用顺序耦合法,求解热力耦合作用下的固定筛变形和应力应变,发现最大应力发生在温度最高的筛板上,根据结果对实际应用过程中存在的故障进行了分析。（3）以筛体主梁管壁厚度、横梁管壁厚度和支座截面厚度为设计变量,固定筛最大位移变形和质量为目标变量,采用响应面优化方法对固定筛进行优化分析。分析结果发现,最大应力虽有所增大,但均在材料的许用范围内,满足分析设计要求,优化后的固定筛最大位移变形变化相对较小,但固定筛的总质量降低了34.87%。（4）对优化后的固定筛模型进行了抗冲击性能分析。在介绍冲击分析流程的基础上,计算出极限工况下的冲击速度与载荷,建立了超标尺寸球团模型和固定筛模型,并重点说明了关键参数的设置依据。对球团在极限工况下对固定筛进行了球团碰撞仿真模拟。结果显示,在极限工况下,优化后的固定筛对超标尺寸球团起到了明显有效的拦阻作用,筛体主梁各部件结构强度均满足强度、刚度要求,验证了优化后的固定筛结构的使用可靠性,并阐述了优化后的固定筛在现场使用的高稳定性性能。