本文關(guān)鍵詞：蝶形止回閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析

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【摘要】：止回閥是管路系統(tǒng)中應(yīng)用最普遍同時(shí)也是非常重要的機(jī)械部件,在管路系統(tǒng)中起到防止介質(zhì)倒流的作用,止回閥通過輸送介質(zhì)自身的流動(dòng)方向改變就能實(shí)現(xiàn)丌閉。止回閥在管路系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)直接影響到管道線路、水泵及驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行安全。止回閥損壞后,管路系統(tǒng)在動(dòng)力停止或停電時(shí)容易發(fā)生爆管事故,嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及崗位人員的生命安全。止回閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)的傳統(tǒng)方法是采用試驗(yàn)方法,這種方法需要投入大量的時(shí)間和金錢,閥門設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本的很大。本文結(jié)合蝶形止回閥在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)故障的部位,應(yīng)用有限元模擬軟件數(shù)值模擬這一新的方式和手段,對(duì)蝶形止回閥進(jìn)行模擬分析,模擬結(jié)果與實(shí)際進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證有限元軟件模擬分析這種方法的有效性。針對(duì)蝶形止回閥的常見故障部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn),應(yīng)用有限元模擬軟件進(jìn)行受力、變形的模擬分析,觀察結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)的效果,通過對(duì)蝶形止回閥四種結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案的受力、變形云圖分析,選出比較合適的改進(jìn)方案。目的用較低的設(shè)計(jì)成本降低蝶形止回閥的失效率及延長(zhǎng)蝶形止回閥的使用壽命。本論文首先結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際分析了蝶形止回閥在生產(chǎn)中常見的故障及損傷狀況,針對(duì)故障點(diǎn)確定四種結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,使蝶形止回閥受力更均勻,延長(zhǎng)蝶形止回閥使用壽命；其次,對(duì)蝶形止回閥的原始結(jié)構(gòu)及四種改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)通過三維建模軟件SolidWorks分別建立三維模型,另存為parasolid(*_x_t)格式,導(dǎo)入到ANSYS/Workbench有限元軟件流體計(jì)算模塊Fluent中,利用Fluent模塊對(duì)生成的流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分、條件設(shè)置和分析求解,求解出的閥瓣上的壓力分布導(dǎo)入作為施加載荷,進(jìn)行強(qiáng)度分析,從而獲得閥瓣表面的應(yīng)力分布和形變分布云圖。利用有限元模擬軟件對(duì)原始的蝶形止回閥結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析,獲得蝶形止回閥的受力及變形云圖,對(duì)比模擬得到的蝶形止回閥易損部位與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際故障部位基本相一致,驗(yàn)證有限元模擬方法的有效性；最后對(duì)四種改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的閥瓣進(jìn)行有限元分析,并對(duì)比分析四種改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的蝶形止回閥閥瓣表面的應(yīng)力分布和形變分布結(jié)果,找出受力分布均勻,變形量小的結(jié)構(gòu)形式,確定為最終蝶形止回閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)的形式。數(shù)值仿真分析結(jié)果表明：改進(jìn)后的蝶形止回閥閥瓣,其表面所受應(yīng)力得到了降低,形變量也比改進(jìn)前減小。改進(jìn)結(jié)構(gòu)后的蝶形止回閥在實(shí)際應(yīng)用過程中,取得了明顯效果,強(qiáng)度得到提高,使用壽命延長(zhǎng)6個(gè)月以上。通過對(duì)蝶形止回閥閥瓣的研究,也為閥門的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和新閥門的研究開發(fā)的有限元分析提供一定的理論參考。
【關(guān)鍵詞】：蝶形止回閥 強(qiáng)度分析 結(jié)構(gòu)改進(jìn) ANSYS/Workbench
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH134
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-15
• 1.1 研究目的和意義10-11
• 1.1.1 研究目的10-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 存在的問題13-14
• 1.4 研究的主要內(nèi)容14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 2. 蝶形止回閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)與三維建模15-29
• 2.1 升降式止回閥15
• 2.2 旋啟式止回閥15-16
• 2.3 管道式止回閥16
• 2.4 空排式止回閥16-17
• 2.5 軸流式止回閥17-18
• 2.6 蝶形止回閥18-22
• 2.6.1 蝶形止回閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)19-20
• 2.6.2 蝶形止回閥的工作原理20-22
• 2.7 蝶形止回閥故障及改進(jìn)方案22-23
• 2.8 SOLIDWORKS軟件概述23-25
• 2.8.1 SOLIDWORKS軟件模塊介紹24
• 2.8.2 軟件SOLIDWORKS主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)24-25
• 2.9 SOLIDWORKS幾何建模的注意事項(xiàng)及模型簡(jiǎn)化25-26
• 2.9.1 幾何建模注意事項(xiàng)25
• 2.9.2 幾何模型的簡(jiǎn)化25-26
• 2.10 蝶形止回閥的三維建模26-28
• 2.10.1 原始蝶形止回閥三維建模26-27
• 2.10.2 改進(jìn)后止回閥三維建模27-28
• 2.11 本章小結(jié)28-29
• 3. 蝶形止回閥強(qiáng)度有限元分析29-46
• 3.1 流體動(dòng)力學(xué)(CFD)基本控制方程29-30
• 3.2 流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模型的求解方法30-31
• 3.3 Fluent軟件介紹31-33
• 3.3.1 Fluent軟件組成31-32
• 3.3.2 Fluent的特點(diǎn)32-33
• 3.3.3 Fluent計(jì)算流程33
• 3.4 ANSYS有限元軟件簡(jiǎn)介33-36
• 3.4.1 ANSYS軟件的基本概述33-34
• 3.4.2 ANSYS軟件的主要特征34
• 3.4.3 ANSYS軟件的功能34-35
• 3.4.4 ANSYS軟件分析過程35-36
• 3.5 Fluent數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析36-39
• 3.6 ANSYS/Workbench靜力學(xué)分析39-44
• 3.7 止回閥受力計(jì)算與結(jié)果分析44-45
• 3.8 本章小結(jié)45-46
• 4. 蝶形止回閥的結(jié)構(gòu)改進(jìn)與分析46-55
• 4.1 蝶形止回閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)與分析46-54
• 4.1.1 對(duì)閥瓣表面設(shè)計(jì)凹槽46-47
• 4.1.2 對(duì)閥瓣背面弧形加厚47-49
• 4.1.3 對(duì)閥瓣與定位桿連接部位的改進(jìn)49-54
• 4.2 本章小結(jié)54-55
• 5. 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 致謝58-59
• 作者簡(jiǎn)介59-60

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本文編號(hào)：868039