蝶閥作為廣泛使用的管道控制設備,它的可靠性、節(jié)能性、制造和運行成本對于國民經濟具有重要的意義。在蝶閥設計中,關于如何降低蝶閥的流阻、蝶閥流阻的測算、蝶閥水力矩的計算、蝶閥各個開度的非均布載荷情況和強度分析、密封副的分析和計算等一直是設計中的難點。傳統(tǒng)設計中一般采用試驗分析和查閱設計手冊的方法,這不僅耗時較長,而且加大了設計制造成本。本文旨在采用一種現(xiàn)代設計方法——有限單元法,對某型橡膠軟密封蝶閥設計的主要難點進行了深入的研究和分析： (1)闡述了蝶閥的應用領域及其重要意義,介紹了蝶閥的基本結構、基本性能及特點,進而指出了當前蝶閥設計中的主要設計方法和存在的主要問題,導出了本課題的研究背景和研究意義,闡述了與課題相關的流體理論； (2)建立了某型橡膠軟密封蝶閥的參數(shù)化幾何模型,并建立了結構靜力學仿真分析有限元模型,分析了該橡膠軟密封蝶閥在全關狀態(tài)下的應力、變形結果,根據分析結果,改進了該橡膠軟密封蝶閥的結構,并取得較好的效果； (3)為了分析流過蝶閥的流體,建立了一種計算流阻系數(shù)的有限元模型、利用Cosmosflow分析了管道的沿程壓力損失、計算了蝶閥在多種開度下的流阻系數(shù),通過與實驗值...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 蝶閥在國民經濟中的地位和作用
    1.3 蝶閥的結構及性能指標
    1.4 當前蝶閥設計存在的關鍵問題及設計方法
    1.5 本課題相關的流體理論
        1.5.1 流體的分類
        1.5.2 湍流模型
        1.5.3 流體基本方程
        1.5.4 流阻系數(shù)的定義
        1.5.5 氣蝕
    1.6 本章小結
第2章 蝶閥的參數(shù)化建模和結構靜力分析
    2.1 Solidworks介紹
    2.2 結構靜力分析
    2.3 參數(shù)化設計的概念和模型
    2.4 全關工況下靜力有限元分析
        2.4.1 材料
        2.4.2 載荷
        2.4.3 施加邊界條件
        2.4.4 網格劃分
        2.4.5 計算結果與討論
        2.4.6 改進蝶閥結構
        2.4.7 結構改進后結果及分析
    2.5 本章小結
第3章 蝶閥的流體分析
    3.1 Cosmosflow軟件簡介
    3.2 管道沿程壓力損失的仿真計算
    3.3 流阻系數(shù)計算
        3.3.1 全開工況下流阻系數(shù)計算
        3.3.2 與全開工況下試驗值的比較
        3.3.3 各個開度的流阻系數(shù)仿真及計算
        3.3.4 改進蝶板結構后的流阻系數(shù)分析
    3.4 流態(tài)分析
        3.4.1 壓力變化分析
        3.4.2 流速分析
        3.4.3 流線分析
        3.4.4 流態(tài)分析結果討論
    3.5 本章小結
第4章 流固耦合分析
    4.1 耦合分析定義及其方法
    4.2 流固耦合分析方法
    4.3 進行流固耦合分析
    4.4 蝶閥的水力矩分析
    4.5 氣蝕分析
    4.6 氣蝕的解決方法
    4.7 本章小結
第5章 密封分析
    5.1 影響閥門密封性能的因素
    5.2 蝶閥的密封面介紹
    5.3 密封比壓的理論計算
    5.4 蝶閥密封分析
        5.4.1 多載荷步分析
        5.4.2 接觸分析
        5.4.3 密封分析
    5.5 關于密封面的改進方案
    5.6 本章小結
結論與展望
參考文獻
致謝
附錄 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3849390