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闸阀阀体强度性能分析

发布时间:2015-09-02   点击次数:1157次

一丶什么是闸阀

闸阀是指关闭件(闸板)沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。闸阀在管路中主要作切断用。锻钢闸阀是使用很广的一种阀门,一般口径DN≥50mm的切断装置都选用它,有时口径很小的切断装置也选用闸阀。闸阀作为一种级别较低的阀门,比较常见。
二丶闸阀的优点
1、流体阻力小。
2、开闭所需外力较小。
3、介质的流向不受限制。
4、全开时,密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。
5、体形比较简单,铸造工艺性较好。
三、闸阀的缺点
1、外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。
2、开闭过程中,密封面间有相对摩擦,容易引起擦伤现象。
3、闸阀一般都有两个密封面,给加工、研磨和维修增加一些困难。

四丶闸阀阀体强度性能分析
   闸阀在在供水和工业管道上被广泛应用,而阀体是其主要零部件之一,阀体重量通常占阀门总重量的70%左右,因此它的结构性能好坏对阀门性能有重要的影响。由于闸阀阀体收到结构长度的限制,其容纳闸板的内腔通常为扁圆形或者椭圆形的异形容腔,很难用公式对其进行强度分析,通常的做法是利用近似公式进行计算,但是这种计算不能全面反映阀体的受力情况,也不能给设计人员指出阀体的改进方向。
   随着计算机技术和力学理论的发展,采用有限元分析方法进行结构的三位力学分析已经成熟,并在压力容器的结构分析中得到广泛的应用。
   三维参数化模型的建立:阀体的参数化模型应该能够准确反映结构的实际状况,即其形状、边界条件和载荷与实际情况要保持一致,同时在保证计算精度的前提下,模型应尽可能简化,因此在建模过程中对阀体的一些不影响总体性能的特征进行简化处理,忽略一些不必要的倒角,得到参数化计算模型。由于模型结构比较复杂,为了使计算结果更加精确,因此采用10节点的四面体单元对模型划分网格,划分网格后的模型有51 797个节点,29 851个单元。阀体材料为WCB,材料特性为杨氏弹性模量E=206Gpa,泊松比u=0.25;在阀体进出口两端法兰施加固定约束,中法兰施加y方向约束;根据阀门水压试验要求,按设计压力的1.5倍在阀体内表面施加7.5Mpa压力作为计算压力。

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