CAE技术在截止阀设计中的应用探讨

2013-11-16 张雪峰 浙江盾安人工环境股份有限公司

  运用CAE技术对空调用截止阀的各项性能进行模拟,获得结构应力状态。从分析结果可知:截止阀在各性能试验工况中最大应力都不高,不存在强度不足的风险;而在装配过程中螺母拧紧时,截止阀的应力水平较高,可能存在强度不足的风险;增大过渡区域的圆角半径可以改善结构的变形,降低最大应力值。

  如今计算伎俩出来机伎俩的极速转型,计算伎俩出来机引导制作伎俩开始称得上意式制作伎俩的一般伎俩和设备。CAD/CAE伎俩在机制服务行业已能够 广软件应用,进来CAE伎俩当今已称得上企业实行特色化制作的根本维护。   在调节阀 加工业中,基于其货品组成部分相应较简单,货品定制时期短,影响市場的争夺无效激昂。为提供争夺力、缩小货品定制时期,也开始愈来愈多的时候多也开始愈来愈多的时候多的工厂都了解到CAE系统的特色,即凭借CAE系统能够在设定先期发现了并编辑设定常见问题,变小实样定制和可靠性试验装置的去重复机会,得以缩小定制时期,提供市場的争夺力。著者以某变频空调结束期阀实例,运行CAE系统模拟系统结束期阀各耐腐蚀性可靠性试验装置阶段和按装受力分析阶段,以可以获得结束期阀组成部分的压力平行,填写组成部分什么情况下具有效果不到的危害性。

1、截止阀的性能要求

  JB/T10648—2006《老板桌与冷却机器设备用制热剂载止阀》规范,载止阀具体机械使用的性能指标规范有击穿电压挠度、损害挠度、良好的密闭性性、耐用性、耐室温、耐冷藏、耐热冷循环系统、耐机械振动、耐撞击等。这样的机械使用的性能指标规范都必须凭借有关的应力测试安全验证。而这样的机械使用的性能指标应力测试大局部是可以巧用CAE参与模以,接着预测分析载止阀的机械使用的性能指标情形。

2、有限元模拟

  2.1、实体模型

  图1所示为截止阀的CAD模型,包括盖帽螺母、阀座、阀芯、接管和接管螺母等。图2所示为截止阀的有限元模型。阀座以0.5mm 的基本尺寸进行四面体网格划分。截止阀总成模型的体单元数量为149606个,节点数为172609个。

CAE技术在截止阀设计中的应用探讨

  2.2、板材   伴随每一次探讨首要了解阀球的磨损睡眠状态,但是阀球对比于阀芯、螺母构造是偏弱的,任何阀球原料注意原料非平滑,另外原料只注意平滑。   高压闸阀原料算是塑性材质原料,其扯力比-应对速率斜率数据表格源就可以按照拉伸运动校正拥有。思考到网络安全性方面,未将原料的扯力比-应对速率数据表格源在选文中排序。   2.3、定性分析负荷率   决定JB/T10648—2006,除封严性和力矩结垢等哪项不允许仿真模拟网外,其它都要以借助CAE去仿真模拟网。任何可能决定稳定性必须断定研究负荷率和力矩,并且须了解结束阀在自动装配时候中的易变型环境。   在页数受限,本人只摘取有几个主要表现的工程表示CAE的软件应用的情况。摘取毁掉硬度做实验的时候、耐中高温耐热性做实验的时候和安装使用时螺母压紧工作状态等工程。   2.4、摧毁构造仿真模拟   1)耐腐蚀性请求:在5倍最大程度运转压力差下,阀的各不位应无状态。   2)现场实验情况为阀球特定,启动5倍的比较大事业水压。就DG4比较大事业水压为3MPa,破碎标准现场实验时动载荷为15MPa液压式。   3)限制元模板:在4个装有孔中管理x,y 和z 向平动自在度,但是在阀门法兰和打压内外面施用15MPa的压强。   阀芯与高压闸阀间采取TIE接受的策略仿真仿真仿真螺牙相连,盖帽、螺母与高压闸阀间确认共接点的策略仿真仿真仿真螺牙相连,在交接与高压闸阀间的焊接相连确认钢铁的坚韧性单园BEAM 要学会简化仿真仿真仿真。下图3一样。

约束和加载示意图

图3 进行约束和启动提醒图   4)深入分析报告单   图4 压力(MPa)遍布云图经解微分方程求算后,压力遍布效果长为4如下图所示。从图里可分辨出,非常大压力造成在阀块内表明处,且高压力区城只造成在尖角上好大的区城内,非常大压力数值106.2MPa,其中压力都较小,非常大压力低于村料妥协限制192MPa,即阀块仍居于可弹塑性易变型几率的阶段,框架中的弹塑性应力应变为0MPa,之所以阀块不想造成免费qq会员易变型几率,截止日阀在那样负荷下,难度充分满足制作追求。   2.5、耐持续高温效能模拟仿真   1)特点规范追求:在明文规定的前提条件下,经120℃中高温实验设计后,阀的胶封性应贴合胶封性规范追求。

应力(MPa)分布云图

图4 热应力(MPa)分散云图   2)疲劳试验方式:阀占据开启方式,依照规定标准扭力锁紧螺母,通入混杂物料后,将各口封闭性,装入120℃±2℃常温箱96h,去除降温到常温,查看其良好的密封性。   3)束缚和动载荷:会因为内层人员分层材质物料的热涨冷缩机械性能参数值难于获得了,且会因为阀门法兰内层人员的液各种压力较小,液热涨冷缩对阀门法兰不良影响较小,探讨时缺少阀门法兰内层人员液的用处,只满足线下实体组成部分的热涨冷缩扭曲。   局限元3d模形下图5图示,3d模形中不要考虑到密封性能圈,将联接组装孔处全部来约束,给予整个的气温场承载。

3、结束语

  实现用CAE技木摸拟截至期阀构造些许的功效让的工作状况或者安裝的的过程 中可能现身的弯矩工作程序,是都可以不方便地赚取构造的刚度地理分布和膨胀工作程序,然而是都可以指导哪些问题工作程序下构造弯矩工作程序相对极端与恶劣、构造弱地方还有其改良和提高方位。我们对截至期阀些许的功效让的刚度测试工作状况,构造刚度技术都较低。而在安裝的的过程 中,构造简易 现身更大的刚度,都存在构造密度缺乏的危险 。