本文關鍵詞：大口徑楔式閘閥結構設計與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于大口徑閘閥具有流體阻力小、可靠性高、壽命長等優(yōu)點,因而,被廣泛應用于礦山、冶金、石油等行業(yè)。大口徑的閥體內(nèi)腔較大,且其截面形狀不規(guī)則,很難使用傳統(tǒng)的機械設計理論對其進行強度計算與設計,在結構設計上多采用經(jīng)驗公式進行計算和設計。但是經(jīng)驗公式往往過于保守,這樣就導致大口徑楔式閘閥閥體過于笨重,材料利用率低,且生產(chǎn)、安裝、調(diào)試不便。有鑒于此,本課題采用先進的計算機輔助技術,對大口徑楔式閘閥進行設計與優(yōu)化,使閥門整體更加合理。首先,本文論述了本課題的研究意義,同時在查閱了大量相關文獻的基礎上對國內(nèi)外大口徑閥門領域的發(fā)展狀況、各類閥門的優(yōu)缺點及目前工程上常用的分析方法做出介紹。其次,利用Autodesk Inventor三維設計軟件對本課題的大口徑楔式閘閥進行了三維建模,特別是針對閥體的厚度、加強筋布置及閘板的厚度進行了參數(shù)化設計。對有限元理論和分析過程進行了詳細闡述,建立了大口徑楔式閘閥有限元模型,同時利用大型有限元分析軟件ANSYS Workbench對其進行了有限元分析。最后,針對閥體和閘板進行了有限元分析。以滿足結構強度為出發(fā)點,以減輕閥門裝備重量為優(yōu)化目標,對優(yōu)化目標進行了約束分析,得出了最大等效應力與設計變量的關系曲線圖,有效地減小了閥門的重量,合理優(yōu)化了閥體的厚度、加強筋的布置和閘板厚度等設計參數(shù)。經(jīng)過優(yōu)化后,閥體最大等效應力降低了4.39%,閘板最大等效應力降低了16.0%,使閥體與閘板的總體設計更加合理,同時有效降低了研發(fā)和生產(chǎn)成本,對大口徑閥門設計具有指導性意義。
【關鍵詞】：大口徑楔式閘閥 結構優(yōu)化 有限元分析 ANSYS Workbench
【學位授予單位】：沈陽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況10-13
• 1.2.1 國外發(fā)展狀況10-12
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展情況12-13
• 1.3 閘閥概況13-16
• 1.3.1 閘閥簡介13-14
• 1.3.2 閘閥的分類14-15
• 1.3.3 閘閥的優(yōu)缺點15-16
• 1.4 目前工程上常用的分析方法16-17
• 1.5 本課題主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點17
• 1.5.1 本課題主要研究內(nèi)容17
• 1.5.2 主要創(chuàng)新點17
• 1.6 研究目的和意義17-18
• 1.7 本章小結18-19
• 第2章 大口徑楔式閘閥結構設計與建模19-38
• 2.1 大口徑楔式閘閥的結構設計與計算19-28
• 2.1.1 大.徑楔式閘閥的結構與工作原理19-20
• 2.1.2 主要零部件尺寸設計20-22
• 2.1.3 閥桿設計及校核22-25
• 2.1.4 中法蘭螺栓組設計25-27
• 2.1.5 閘板T型槽尺寸設計27
• 2.1.6 大.徑楔式閘閥的主要尺寸27-28
• 2.2 閘閥三維參數(shù)化建模28-36
• 2.2.1 Autodesk Inventor軟件簡介28-30
• 2.2.2 Autodesk Inventor三維設計過程30-31
• 2.2.3 大口徑楔式閘閥三維參數(shù)化建模31-36
• 2.3 本章小結36-38
• 第3章 有限元法與ANSYS Workbench38-44
• 3.1 有限元方法的基本理論38-40
• 3.1.1 有限元的基本概念38-39
• 3.1.2 有限元法的應用領域39-40
• 3.2 ANSYS Workbench軟件簡介40-43
• 3.3 本章小結43-44
• 第4章 閘閥主要零部件結構優(yōu)化設計44-65
• 4.1 結構優(yōu)化設計方法與ANSYS Workbench優(yōu)化設計理論44-47
• 4.1.1 結構優(yōu)化設計理論44-46
• 4.1.2 ANSYS Workbench優(yōu)化設計方法46-47
• 4.2 閘閥閥體結構優(yōu)化分析47-60
• 4.2.1 閥體分析前處理47-48
• 4.2.2 閥體結構優(yōu)化48-59
• 4.2.3 閥體優(yōu)化結果59-60
• 4.3 閘閥閘板結構優(yōu)化設計60-64
• 4.3.1 閘閥閘板分析前處理60-61
• 4.3.2 結構優(yōu)化61-64
• 4.4 本章小結64-65
• 第5章 結論65-66
• 參考文獻66-68
• 在學期間研究成果68-69
• 致謝69-70

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本文編號：351779