眼镜式插板阀左阀体的ANSYS有限元分析

2013-10-31 贾美慧 河北科技大学机械电子工程学院

  阐述了综合运用有限元分析软件ANSYS对眼镜式插板阀左阀体结构进行强度和刚度分析,为插板阀的结构设计及优化奠定一个良好的基础。

一、前言

  有限制元这类慨念在几千年前的20新世纪40那个时期就已提交,50那个时期初曾将这样技术在成分方案。它能用来介绍新产品在操作场景中的支撑力开裂、震动问题及的运动的前提,要应在航材水利项目,基于其技术的准确性性,快速发展被营销应在机械性、建筑施工、建船等水利项目岗位。

  有限元方法(Finite Element Method,FEM)是一种借助计算机进行工程分析的离散化数值方法,是CAD和CAE之间不可或缺的连接桥梁。有限元法是一种数值近似解法,可以处理复杂的产品结构,且计算精度高。用CAE方法可以避免在物理测试上消耗时间和物力,可以用任意方法对实体模型进行评估,及早发现设计缺陷并加以排除。有限元法是将所要计算的复杂结构划分为有限的许多有规则小块,称为单元。每个单元都具有易于计算的简单形状,如矩形、三角形等,单元之间通过有限个节点相互连接。系统对每个单元都建立单元刚度方程,并建立结构总体的刚度方程。由结构边界条件进行求解,得出结构中各个位置的参数值。进行有限元计算,主要分为建立几何模型、划分网格、计算、结果显示几个步骤。

  ANSYS非常有现制的元讲解系统图片软文是目前为止出于常用效果的商业服务非常有现制的元系统图片软文的一种,运用它对零构件的对其实现的承载力、钢度系数甚至结构设定SEO讲解是如此便捷性的。在食品设定中,朋友能够实用ANSYS非常有现制的元系统图片软文对食品特点对其实现仿真软件讲解,察觉到食品故障 ,减少设定的成本,降低设定频次,不断提高设定的成功创业率。针对某类具体的建设项目故障 ,因为使讲解毕竟将近于实践,真空室技术性网(//crazyaunt.cn/)以为前提是要使用非常有现制的元对模型正规地文章的话出零构件的的如何社会形态;2,必需正规地文章的话零构件的在岗位时中的电流现状和相同构件间的彼此作用和主导干系(及轮廓具体条件);接下来,需正规评分钢度系数和的承载力的讲解毕竟。现以框架眼镜式插板阀特征分析,对非常有现制的元在阀类零件中的运用做一调查讨论。

二、眼镜式插板阀简介

  墨镜式插板阀是安装使用于室处天燃气炉管路的插板架构天燃气炉办公隔断阀。运转时为常开启式,鼓风炉休风时,墨镜式插板关掉,切割天燃气炉管路。因此该蝶阀架构简单化,自重轻,封口疗效好,在化工装置的天燃气炉管路上到了非常广泛技术应用。

  插板阀(如图1所示)通常由左阀体、右阀体、阀板、丝杠、丝杠螺母、波纹膨胀节和驱动装置等部件组成。阀板由通板和盲板组成,以控制介质的流通和截断。右阀体与波纹膨胀节焊接在一起或通过螺栓连接在一起,右阀体通过底部的支撑轮以实现密封传动过程中的水平移动。驱动装置带动6根丝杠同时旋转,由丝杠螺母带动右阀体水平移动,使阀体密封面压紧阀板上的0形圈,阀门实现密封。

眼镜式插板阀

图1 太阳镜式插板阀

三、眼镜式插板阀左阀体的有限元分析

  1、故障 的提出来   插板阀在工作中时候中,阀体能受必要气压,但如果标准没有,很轻易情况爆烈,现象不堪构想。致使阀体节构僵化,通过常规的的解析视频计算方式就没有办法能够充分考虑工程建筑实计须要,如此通过有效果元讲解的具体方法对阀体采取讲解更能能够充分考虑设计构思的概念供给,本次讲解的目标最主要是核实左阀体两的支撑板的标准和承载能力是否有能够充分考虑设计构思的概念标准要求,并能更有效果地对阀体企业采取改良。   确定较少公司制的元换算所用的几何的的整治平常有所差异于具体情况的商品设备构造。正因为具体情况的商品设备构造有些对商品安全性能无什么应响的更繁多要点设备构造,如圆弧、连到孔等,而以下设备构造在较少公司制的元换算中却更加更繁多,不单在网格评定中会诞生些畸形情况网格机组,激发评定网格没有响应,还有在换算中也会占用量更多精力。但是,在确定较少公司制的元换算时,必须要依照商品设备构造、事情特殊性和推导信息等原则,确定合适创新组建较少公司制的元换算的几何的的整治。   2、基本性运作设定   常见性能参数有以下表如下图所示。 表 核心运作

基本参数

  3、左阀体型号的新建   在ANSYS中通快递都有每种设计制作办法:线下实体化的化设计制作和可以转成。线下实体化的化设计制作是先创立了由关键因素点、线段、面和体组成的平面几何3d型号,之后做ANSYS网格划定软件工具对其做网格划定,转成子域和模快,既定实现十分有限元3d型号的是一种设计制作办法,该法应代替实现繁琐的3d型号,子域和模快总数量多,别是3D线下实体化的化设计制作;可以设计制作办法是在ANSYS提示渠道可以创立了子域和模快,3d型号中不线下实体化的化(点、线、面)经常出现,此法应代替长安小型或方便3d型号的创立了,且让手工艺品治理 丰富参数,易失败。   选择阀体的构成特征 ,故主要包括实体线三维建模手段通过左阀体模板的有个。模板有个过程中中大批量动用了镜像软件实际操作方法,而使极大程度上还简化了实际操作方法步骤之一;并且是由于阀体各个部门件间均是焊接生产,故模板间随便主要包括黏接就行了符合设计的标准。   4、网格分为   在制定第一单元测试卷规格宽度,用人权网格区划的技巧,获取了较为抱负的左阀体网格3d模型。阀体共区划为16424个进程和52304个第一单元测试卷(如2 如图)。

左阀体三维模型

图2 左阀体3D模式   5、确实约束力因素   因为影响阀体是由内外两顶板电弧焊接相互连接,左阀体两斜撑板的变形几率事情是介绍特别,故将两顶板有所作为独立性情况,并被限其上的构件,即在介绍时不一位移。   6、确认受力匀称   在左阀体端法兰片盘上,功用有两大类力,一个是是来自于滚珠丝杆顶紧的力,数值为2MPa,其它一个是天燃气在盲板上主产生的学习压力,数值为0.6MPa,故左阀体端法兰片盘上共功用有数值为7.45MPa的力(如下图3一样)。

左阀体载荷分布及约束条件

图3 左阀体荷重分散及定义状况   7、解微分方程及然而阐述   对已形成好的现有元对建模施用界线生活条件和动载荷在此之后,使用的ANSYS求得器对对建模求得,求得该工程环境下对建模的测力解。各处位的载荷、应对和扭曲的很大位移是要点点。选择这几条主要参数用作结算单参数,前边清理内加以凸显和输出的(如图图示4图示)。

分析结果

图4 讲解结杲 (a)左阀体热应力匀称区图 (b)左阀体应力应变匀称区图(c)位移云图

三、结论

  依照应力应对、应对及位移分布点云图的讲解最终结果,都有机会得到到如下所述答案。   1、当盲板断开燃气时,左阀休内产生的非常大弯曲应力应变为268MPa,较大弯曲应力应变为4.6MPa,两斜撑板的非常大压扁量为5.168mm,根本充分考虑制作要。   2、阐述效率得出结论,如果要降低两承受板的上限压扁量,光靠新增两承受板屈服强度、肋板屈服强度和顶板屈服强度得找不到突出的效率,需要利用进的一步优化方案结构特征来增強左阀体的屈服强度和强度,以确定整个的插板阀的正常情况事情。