本文關(guān)鍵詞：大型球閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及可靠性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、水電、石油化工等行業(yè)對(duì)高效、低成本大型球閥的需求越來(lái)越大，同時(shí)也對(duì)大型球閥的性能要求也越來(lái)越高。多年來(lái)對(duì)大口徑球閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化只能依靠工程經(jīng)驗(yàn)�；铋T(mén)及閥體作為大口徑球閥承壓主要部件，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中、變形不協(xié)調(diào)，從而導(dǎo)致球閥使用壽命降低并發(fā)生泄漏。因此，有必要采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer AidedEngineering，CAE）技術(shù)對(duì)大口徑球閥活門(mén)及閥體的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行數(shù)值分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而為大型球閥結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提供了指導(dǎo)和依據(jù)。本文以某型號(hào)大型球閥活門(mén)及閥體為主要研究對(duì)象，運(yùn)用大型有限元軟件ANSYS對(duì)其進(jìn)行有限元靜力分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、疲勞分析等。主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.建立大口徑球閥活門(mén)及閥體結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，，分析活門(mén)及閥體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與形變，得到了活門(mén)與閥體的等效應(yīng)力的大小和分布，進(jìn)而找出了結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。 2.以活門(mén)及閥體的質(zhì)量、剛度作為約束條件，最大應(yīng)力、最大最大位移作為目標(biāo)函數(shù)，以活門(mén)及閥體的基本尺寸作為設(shè)計(jì)變量，結(jié)合敏感性分析及Pareto多目標(biāo)優(yōu)化，獲得了合理的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)尺寸和位置，改善球閥整體的應(yīng)力分布，使其分布更加均勻，提高了球閥整體結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟(jì)性。 3.對(duì)改進(jìn)后的活門(mén)及閥體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析，獲得壽命、損傷、安全系數(shù)等可靠性參數(shù)，查找出容易產(chǎn)生疲勞失效的部位，并對(duì)大口徑球閥的安全性進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果表明改進(jìn)后的活門(mén)及閥體在工作壓力下是安全可靠的，滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：大口徑球閥 有限元法 結(jié)構(gòu)分析 可靠性分析 多目標(biāo)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH134
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題背景9
• 1.2 研究目的和意義9-10
• 1.3 球閥概況10-15
• 1.3.1 球閥的簡(jiǎn)介10-13
• 1.3.2 球閥的分類(lèi)和特征13-15
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究的發(fā)展與現(xiàn)狀15-19
• 1.4.1 CAE 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)15-16
• 1.4.2 機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展16-17
• 1.4.3 國(guó)內(nèi)外閥門(mén) CAD/CAE 應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展17-18
• 1.4.4 多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的發(fā)展概況18-19
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容及方法19-20
• 第二章 大口徑球閥活門(mén)有限元建模及強(qiáng)度分析20-36
• 2.1 大口徑球閥活門(mén)模型的建立20-27
• 2.1.1 模型建立原則20-21
• 2.1.2 大口徑球閥活門(mén)模型建立的基本步驟21-27
• 2.2 大口徑球閥活門(mén)邊界條件和載荷的確定27-29
• 2.3 額定壓力下活門(mén)靜力及位移分析29-30
• 2.4 試驗(yàn)壓力下活門(mén)靜力及位移分析30-31
• 2.5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化后活門(mén)模型31-33
• 2.6 結(jié)構(gòu)優(yōu)化后活門(mén)靜力及位移分析33-35
• 2.7 本章小結(jié)35-36
• 第三章 大口徑球閥活門(mén)結(jié)構(gòu)優(yōu)化36-53
• 3.1 筋板優(yōu)化參數(shù)的選擇36-37
• 3.2 優(yōu)化方法的選擇及求解37-39
• 3.3 響應(yīng)面參數(shù)分析39-47
• 3.3.1 參數(shù)的靈敏度分析39-40
• 3.3.2 參數(shù)對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響40-47
• 3.4 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化47-51
• 3.5 優(yōu)化后的計(jì)算結(jié)果51-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第四章 大口徑球閥閥體有限元建模及強(qiáng)度分析53-59
• 4.1 大口徑球閥閥體模型的建立53-54
• 4.1.1 大口徑球閥閥體幾個(gè)模型的建立53
• 4.1.2 大口徑球閥閥體有限元模型的建立53-54
• 4.2 大口徑球閥活門(mén)邊界條件和載荷的確定54-56
• 4.3 額定壓力下閥體靜力及位移分析56-57
• 4.4 試驗(yàn)壓力下閥體靜力及位移分析57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 大口徑球閥閥體結(jié)構(gòu)優(yōu)化59-72
• 5.1 大口徑球閥閥體優(yōu)化參數(shù)的選擇59-60
• 5.2 響應(yīng)面參數(shù)分析60-69
• 5.2.1 參數(shù)的靈敏度分析61
• 5.2.2 參數(shù)對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響61-69
• 5.3 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化69-70
• 5.4 優(yōu)化后的計(jì)算結(jié)果70-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 大口徑球閥的可靠性分析72-86
• 6.1 引言72
• 6.2 疲勞分析簡(jiǎn)介72-73
• 6.3 疲勞累計(jì)損傷理論73-74
• 6.3.1 Palmgren-Miner 線性累積損傷理論73
• 6.3.2 P Grover-Manson 雙線性累積損傷理論73-74
• 6.3.3 非線性疲勞累積損傷理論74
• 6.4 疲勞分析方法74-75
• 6.4.1 名義應(yīng)力法74
• 6.4.2 局部應(yīng)力位移法74-75
• 6.4.3 場(chǎng)強(qiáng)法75
• 6.4.4 損傷容限法75
• 6.5 基于有限元的疲勞分析過(guò)程75-76
• 6.6 大口徑球閥的疲勞分析76-85
• 6.6.1 導(dǎo)入有限元模型77-78
• 6.6.2 材料參數(shù)設(shè)定78-80
• 6.6.3 邊界條件及載荷計(jì)算80
• 6.6.4 定義疲勞參數(shù)80-82
• 6.6.5 求解分析82-85
• 6.7 本章小結(jié)85-86
• 第七章 結(jié)論與展望86-88
• 7.1 結(jié)論86-87
• 7.2 未來(lái)工作展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-91
• 致謝91

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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10 張萬(wàn)平;賀寅彪;;運(yùn)用MSC.Software進(jìn)行含缺陷承壓設(shè)備疲勞壽命預(yù)測(cè)[J];計(jì)算機(jī)輔助工程;2006年S1期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 高英;多目標(biāo)優(yōu)化的若干問(wèn)題研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：大型球閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及可靠性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：351222