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利用有限元分析大口径蝶阀的设计

  随着我国工业的发展,不计其数的工业企业在最近几年里依据自身发展的需求,对大型阀门的设计与制造问题进行了思考。但是调节阀目前可查找的资料可以发现与大口径蝶阀设计有关的资料少之又少,大口径蝶阀的设计没有可供参考的依据。这就使得我们必须对蝶阀作细致精准的计算,以及变形受力的分析,通过计算与分析的结果设计出大口径蝶阀。分析与计算必须是精准的,因为只有足够精准的数据才能保证设计出来的大口径蝶阀的高密封性与高强度,使其质量得到保障。传统的力学方法对于大口径蝶阀的设计并不适用,唯有通过有限元来分析与计算才能设计出高质量的蝶阀。

  有限元方法的原理:

  这种方法的事实上就是通过2次近似把有无限个自由度弹性连续性理想化为有限个自由度的集合,使数值求解的结构得以简化。止回阀首次近似我们称之为单元分割,通过这次分割可以把精确的边界离散化,成为简单的边界,原来的弹性连续性就会被离散之后的单元集合所替代;第二次近似为真实复杂的位移分布被近似地表示在分析结果图形中,可以直观的看到分析计算结果。

  需要指出的是有限元的方法在实际的计算机借助了计算机,使得计算速度在很大程度上得到了提高。

  1 大口径蝶阀的结构

  大口径蝶阀采用的是三偏心结构,阀体是双法兰加环筋式;蝶板为异型板式,蝶板上面合理分布着不同的筋板,大口径蝶阀的结构相对于普通蝶阀要复杂许多,唯有采用有限元的方法来进行计算才能使得计算的工作量不至于太大球阀

  2 大口径蝶阀阀体的有限元计算分析

  有限元计算方法的基础是结构离散,将原本弹性连续离散成单元集合,大口径蝶阀的所有计算与分析都是基于此基础之上而进行的。

  大口径蝶阀的设计首先就是要建立阀体简要结构的有限元模型闸阀

  2.1 确定边界条件

  生活中我们会发现阀门有时候会发生变形,阀体的变形主要是受到两个方面的影响,一是阀体自重,二是阀体其他部件的重量,因此在计算时,除了要考虑阀体本身的重量,还要充分考虑到其他部件的重量。

  2.2 分析受力情况

  大口径蝶阀具有口径大的特点,其结构多采用钢板焊接,因此最需要注意的是蝶阀整体重量对蝶阀阀体的造成的影响,为了安全起见,重力加速度按3g来计算,通过有限元分析可以得出蝶阀阀体在3倍重力加速度下的自重变形的情况。

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