【摘要】：本課題研究的閥門仿真試驗系統(tǒng)是利用計算機技術(shù),對所設計的閥門在制造前進行模擬實際工況條件的仿真試驗,可對產(chǎn)品的性能給出初步評價,對設計中的缺陷進行修正,確保設計后各工序的有效性。本系統(tǒng)通過有限元分析計算,確定該設計閥門在實際工況下的應力場、溫度場與位移場,最終給出產(chǎn)品密封副密封性能、閥桿扭矩、閥門各部位的應力分布以及其主要零部件的強度與變形數(shù)據(jù)和評價結(jié)論。系統(tǒng)采用軟件WorkBench作為主要建模和分析平臺,根據(jù)其建模特點建立閥門裝配模型,并對其進行參數(shù)化定義,通過改變閥門尺寸參數(shù),生成新的、同型號的閥門,檢查生成模型是否符合實體結(jié)構(gòu),各接觸面貼緊程度,以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理性。對閥體、閥桿、啟閉件進行接觸分析,最終可以給出應力、應變、接觸力等力學結(jié)果。 在整個課題中,閥門模型的制作與仿真試驗的測試是核心內(nèi)容,直接關(guān)系到最終分析結(jié)果的準確性,所以閥門建模和仿真試驗是本文探討的主要內(nèi)容。 對一個供有限元分析的復雜裝配結(jié)構(gòu)模型進行參數(shù)化定義,裝配參數(shù)的確定是建模過程的重點和難點。本文結(jié)合自底向上和自頂向下的兩種模型裝配方法,利用零部件之間的尺寸參數(shù)和裝配關(guān)系,使其在模型的主坐標和零部件成型的局部坐標之間的參數(shù)轉(zhuǎn)換過程中得以體現(xiàn)。以建立結(jié)構(gòu)合理,成型可靠的參數(shù)化模型為目的,提出對復雜裝配結(jié)構(gòu)的實體模型的裝配參數(shù)進行定義的基本思路和方法。 虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應用于現(xiàn)代工業(yè)設計和生產(chǎn)中,它改變了傳統(tǒng)設計的方式和思路,提高了生產(chǎn)的效率。本文結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點,以閥門仿真試驗為例,介紹了在工業(yè)設計中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù),以及對設計的產(chǎn)品進行仿真試驗的詳細過程。在仿真試驗中,通過對閥門參數(shù)的改變,探討了閥體開孔應力集中的問題,結(jié)合分析結(jié)果,繪制開孔應力集中曲線圖,并對最大應力的計算公式進行了修正;此外,通過仿真試驗,對密封面比壓進行測試,提取出有效密封比壓,得到密封面寬度和密封比壓的關(guān)系曲線,從而對閥門強度和密封性能做出評價。
【圖文】：

圖2.1Ansysworkbeneh的操作界面圖2OM中三維模型的類型三維模型具有直觀、明了、容易理解的優(yōu)點，是工程設計人員重要的思想交工具。用計算機建立三維模型，一般有三種類型:線框模型、表面模型、實體型。.21線框模型線框模型是表面模型與實體模型的基礎，它用空間的線段構(gòu)成物體的立體框圖形，，它的幾何數(shù)據(jù)是定點與棱邊〔’:3]。造型系統(tǒng)只據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、易于理解、資料存儲量少、操作靈活能表達基本的幾何信息，它、響應速度快，是進一步構(gòu)曲面模型和實體模型的基礎。但線框模型建立起來的不是實體，不能對模型進剖切、消隱、明暗處理、上色、物性分析、干涉檢測等操作。

因此參數(shù)化繪圖應運而生，它能充分發(fā)揮CAD準確、快速的特點，從而提高設計和出圖效率。如圖3.1所示，圖中草圖己被參數(shù)化定義，球體被隨尺寸參數(shù)的驅(qū)動的草圖切除其余的部分，形成新的球體。3D參數(shù)化繪圖方法的主要優(yōu)點是可很好地保持各個方向視圖的一致性，對零件的二維視圖安排也較靈活(因為可從各個角度、各個位置對零件模型進行向視或剖切)。同時，還可方便地實現(xiàn)與CAM系統(tǒng)的對接。從鑄造上講，還可進行工程分析，提取工藝數(shù)據(jù)，易于與鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)和三維快速原型技術(shù)相結(jié)合
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH134

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 韓斐;宋筆鋒;喻天翔;崔衛(wèi)民;;閥門可靠性技術(shù)研究現(xiàn)狀和展望[J];機床與液壓;2008年09期

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 李蘭珍;基于結(jié)構(gòu)設計單元的閥門產(chǎn)品設計技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];河北科技大學;2011年

2 胡震;剃齒刀齒面修形造型研究[D];太原理工大學;2006年

3 景鵬飛;大口徑閘閥閥體加筋結(jié)構(gòu)優(yōu)化與疲勞分析[D];蘭州理工大學;2010年

4 金維增;低溫閥門閥蓋頸部溫度場分析與結(jié)構(gòu)設計[D];蘭州理工大學;2012年

本文編號：2613241