转炉炼钢具有高生产率、低生产成本和易与连铸钢铁相配套等特点,是目前应用最为广泛的钢铁冶炼方法。托圈是转炉系统中至关重要的部件,起着承载和传动炉体的作用,如果托圈结构出现裂损,将给转炉的生产带来严重的安全隐患。某钢厂的250吨柔性螺栓式转炉托圈已服役多年,最近发现其内部筋板结构上出现大量的疲劳裂纹,为确保带裂损的托圈在炉役期间内能够安全使用,有必要对其疲劳性能进行研究。本文以该转炉托圈为研究对象,借助有限元软件为研究平台,建立转炉整体结构的三维CAD模型及CAE模型,并对其温度场及耦合应力场进行分析,以确定基于全局模型下托圈内立筋板子模型的边界条件,同时获取立筋板上疲劳薄弱点随倾动角度变化的载荷历程。计算结果表明,托圈内立筋板圆弧拐角处应力值较大且存在明显的应力集中现象,反映出该位置为疲劳薄弱区域,容易产生裂纹。采用应力强度因子的数值求解法和子模型技术对筋板结构进行裂纹扩展分析以评估其剩余强度。在上述研究基础上,为降低裂纹扩展速率来提高裂纹扩展寿命,提出几种加固方案,并研究各补强方案的改良效果。本文对带裂损托圈的疲劳性能研究具有实际的工程意义,指出了裂纹产生的原因,并提出了几种降低裂纹扩展速率的补强方案,对生产实践具有指导意义。