闸板的有限元力学分析

2013-05-20 李乃禾 西南石油大学

  本论述建立了105Mpa平行闸板阀的闸板模型,运用有限元分析软件对闸板进行了网格划分、约束、加载,对计算结果进行了分析,得出所设计闸板能满足工况要求的结论,为高压闸板阀的闸板设计提供了理论依据。

  闸板是平行线闸阀最终要的铸件,闸板在解锁闭合的流程中收到闭合流程两相流对闸阀的波动作用及及阀杆对闸阀弯曲作用,故此,真空泵系统网(//crazyaunt.cn/)经对阀板对其进行局限元热学讲解,分析其刚度应对规划有规律,对改善效果闸板物理受力前提,增进效率其空间结构及及增进闸板的做工作稳定性和适用质保期具备有比较重要作用。

1、闸板的三维有限元模型

  由闸板建模方法框架更加很简单,对其整体性框架使用C3D4四通体单元测试卷式对其实施网格区域分割,进来在负荷角色上实施了落实措施,共区域分割189815个组件,9677几个单元测试卷式,其网格建模方法见图1如图是。
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图1 阀板三维立体实际单元尺寸网格沙盘模型

2、初始边界条件

  会按照阀板的现场运转环境,闸板在全关状况下的受力分析更大,达到了了105MPa,且其明确最主要时来阀门法兰与闸板当中的振动力来来比较固定,从而,对阀门法兰与闸阀当中的了解面来了位移全明确,见图2下图。
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图2 给予参照后的阀板

3、载荷和工况

  随着闸板在全关时,收到了105MPa的压差,以及在关闭系统的快速,闸板顶端收到105Mpa压差制造的滑动静摩擦力,阻挡闸板的活动,对此,本论述题对闸板释放哪几种负载:一种是功用在圆域上的105MPa的压差;第二丝杆螺母传递信息给闸板的拉力,其承受事情见图3如下图所示。
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图3 加入的动载荷后的阀板

4、有限元计算结果及分析

  凭借对闸板在全关状况情况下的研究,判定此情此景闸板处的所受到到的阻力较大 ,后以此充当周围状况对闸板的应力比状况参与非常有限研究,见图4如下。
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图4 阀板整体风格的Mises剪切力图   方便能更精确度的看闸板内的弯曲内应力概况,取闸板的半剖图(见图5如图是)或高斯模糊放小图(见图6如图是),便能形象直观的看闸板内的弯曲内应力分布不均情况发生。
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图5 阀板室内Mises地应力图
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图6 阀板位移承载力图   凭借综上所述的解析确知,整闸板经受到的热剪切力基本在收集在26-220MPa比率内,且大一部分都属于低热剪切力区,而在长方形螺孔孔处和加进行润滑处理脂孔及及闸板布置丝杆螺母处出来热剪切力收集,其热剪切力收集处最大程度热剪切力数值为281.7MPa。   为可更强的概述闸板的内能力应变分布图制作实际情况,采取取内能力应变集中在地域七种有所不同的路劲a、b、c(见图7一样),来对路劲上的内能力应变深浅采取概述。
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图7 3种不同于渠道a、b、c   使用选定上述剪切力集结处的八种有差异路劲,拿掉众位劲上的剪切力值,于是够更多的要了解轮毂轴承安装支架处的剪切力剪力时候,将其绘制得一个线条,随之将集结处的剪切力布局形像地表现弄出来,见图8、9、10一样。
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图8 方向a下的剪切力的曲线图和位移的曲线图
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图9 路径名b下的内应力的身材斜率和位移的身材斜率
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图10 方法c下的载荷曲线方程拟合和位移曲线方程拟合   从这以下几种不使用线路下的刚度弧度图能能够,这种集中化式板块的刚度大多数在200MPa这,属闸板受到的刚度值极限板块,并在线路c处引发了刚度集中化式极限数值为281MPa。闸板选用为50CrVA,其想关参数值为:σb=1280MPa=σs1130MPa,取σb/4.25和σs/2.3中的较小者,的许用刚度[σ]为301.17MPa>281MPa。

5、结束语

  在梯状螺距孔处和加研磨脂孔还有闸板进行安装丝杆螺母处更容易出现了弯曲压力应变聚焦,其弯曲压力应变聚焦处更大弯曲压力应变参考值281.7MPa。路劲c处发生了弯曲压力应变聚焦更大参考值281MPa。闸板的设计制作方案能特殊要求负荷率的特殊要求。也为未来的发展闸板设计制作方案提供数据教育指导作用。