回转窑是有气体流动、燃料燃烧、能量传递和物料运动等过程所组成的,广泛应用于冶金、建材、化工等行业的回转圆筒类设备。回转窑的技术性能以及其支承系统的受力情况很大程度上决定了其生产产品的质量。所以,研究回转窑支承系统的力学行为,有着极其重要的工程意义和经济意义。传统的力学方法计算回转窑的支承系统主要部件难以准确反映出其力学行为。因此,采用传统力学与数值模拟研究结合的方法来研究回转窑支承系统的力学特性。回转窑的支承系统是承载回转窑回转部分的关键部件,支承系统的失效会导致整个回转窑工作系统的瘫痪,从而造成巨大的经济损失,并且会造成很多潜在的安全隐患。通过现场实测数据结合有限元建立的数学模型计算分析支承系统的主要部件,找到主要部件的失效原因以及破坏的主要位置,对优化支承系统主要部件结构、延长支承系统使用寿命以及提高企业经济效益有着极其重要的作用。回转窑的筒体、滚圈和托轮是支承系统的重要部件,特别是托轮,支承着回转窑回转部分的全部重量,在运转的过程中,由于局部的热膨胀、表面的磨损和塌陷等原因会导致轴线的偏移,这会对回转窑的支承载荷的分配产生巨大的影响。托轮与滚圈之间是复杂的摩擦和面接触作用,支承部位的载荷越大,二者接触区域的接触应力就越大,会导致托轮表面剥落和掉块、滚圈的疲劳开裂,由此引发各种机械故障与安全事故。本文针对回转窑在运行中可能存在的这些问题,建立了回转窑支承系统的接触数学模型,对滚圈与托轮的接触受力、托轮与拖轮轴的接触与受力、回转窑筒体与滚圈的接触与受力等问题的理论基础进行研究,通过ANSYS有限元分析软件对回转窑筒体和滚圈的接触压力分布、接触角度的大小、托轮与拖轮轴的配合形式以及滚圈与托轮接触区域的压力分布等问题进行了仿真分析。在滚圈与托轮接触的研究中,对两个弹性圆柱体的法向接触区域的接触压力分布以及滚圈与托轮的破坏原因进行了研究,提出了预防破坏以及延长部件使用寿命的方法;分析了筒体在正常运行及轴线偏移状态下的应力分布,得出了筒体轴线偏移对筒体的应力应变影响远大于物料、窑衬;并且将现场观测的回转窑支承部件的破坏形式和工作情况与本文仿真分析得到的结果进行对比,具有较好的一致性,证明了建立的回转窑托轮、滚圈、筒体的有限元模型的合理性,以及分析结果对各个部件应力应变的分布规律和变形情况的准确性。