本文關(guān)鍵詞：高壓通海閥結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 通海閥 高壓 半平衡 模態(tài)分析 拓撲優(yōu)化

【摘要】：通海閥是潛器控制系統(tǒng)的重要執(zhí)行部件，對潛器安全起著關(guān)鍵性的作用。隨著潛器下潛深度的加大，高壓通海閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能優(yōu)化、可靠性等日益成為國內(nèi)外研究的重要課題。本文主要研究一種新型高壓通海閥，此通海閥采用半平衡結(jié)構(gòu)，比較好的解決了深海高壓狀態(tài)下閥門開閉困難的問題。采取電動手動切換形式控制閥門，能夠?qū)崿F(xiàn)高壓工作和自動控制的目的。 本文介紹了高壓通海閥的工作特點及相關(guān)閥門國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。根據(jù)高壓通海閥工作特點與性能要求確定高壓通海閥的總體結(jié)構(gòu)方案，并著重闡述了半平衡結(jié)構(gòu)原理及其在本文中的應(yīng)用。充分考慮該閥門工作環(huán)境，恰當?shù)倪x取材料，合理設(shè)計該閥門的主要零部件，完成總結(jié)構(gòu)圖。 利用ANSYS Workbench等軟件，對閥門不同工作狀態(tài)下受力情況進行了分析。研究了該閥門各種工況下閥體承載狀態(tài)，確保了閥門的剛度、強度滿足要求。利用CFX軟件對閥門不同開度狀態(tài)進行水沖擊模擬，根據(jù)模擬結(jié)果再進行了有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析，驗證了閥門在各種開度下不會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。 針對閥蓋進行了拓撲優(yōu)化，找出了可剔除的部位，并進行相應(yīng)的減重處理。對于局部具體尺寸在拓撲優(yōu)化的基礎(chǔ)上再進行了目標參數(shù)優(yōu)化，使得目標尺寸達到最優(yōu)。上述處理，不僅使閥門機械性能符合要求，也使其重量和結(jié)構(gòu)尺寸得到了優(yōu)化。 根據(jù)高壓通海閥可靠性要求及試驗出現(xiàn)的失效樣本少的特點，研究了相關(guān)的可靠性評估與計算方法，設(shè)計了試驗大綱和實驗步驟，，并對試驗數(shù)據(jù)進行了分析計算，得出了可靠性評估。
【關(guān)鍵詞】：通海閥 高壓 半平衡 模態(tài)分析 拓撲優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及來源10-11
• 1.1.1 課題研究背景10
• 1.1.2 課題來源及研究目的10-11
• 1.2 高壓通海閥的特點及其國內(nèi)外現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 高壓通海閥的特點11-12
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 閥門設(shè)計輔助研究方法15
• 1.4 本論文研究內(nèi)容15-17
• 第2章 高壓通海閥總體方案研究17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 高壓通海閥工作過程17-18
• 2.3 高壓通海閥總體設(shè)計需求分析18-19
• 2.4 總體設(shè)計方案的確定19-31
• 2.4.1 確定平衡結(jié)構(gòu)19-20
• 2.4.2 確定基本尺寸20-21
• 2.4.3 重要部件材料的選擇21-22
• 2.4.4 主要零部件的設(shè)計22-27
• 2.4.5 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計27-28
• 2.4.6 總體結(jié)構(gòu)工作說明28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 高壓通海閥分析計算32-53
• 3.1 引言32
• 3.2 高壓通海閥受力分析32-38
• 3.3 閥門關(guān)閉瞬間閥體受力分析38-42
• 3.3.1 有限元模型的建立39-40
• 3.3.2 約束及載荷施加40
• 3.3.3 結(jié)果分析40-42
• 3.4 開閥水流對閥盤及活塞沖擊力模擬42-47
• 3.4.1 流體分析基本模型42-44
• 3.4.2 流體動力分析44-47
• 3.5 閥門有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析47-52
• 3.5.1 預(yù)應(yīng)力模態(tài)理論47-48
• 3.5.2 設(shè)置參數(shù)并分析結(jié)果48-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第4章 閥蓋參數(shù)優(yōu)化設(shè)計53-66
• 4.1 引言53
• 4.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化簡介及在優(yōu)化過程中的應(yīng)用53-55
• 4.2.1 AWE 簡介53-54
• 4.2.2 AWE 基礎(chǔ)理論在本文中的應(yīng)用54-55
• 4.3 閥蓋拓撲優(yōu)化分析55-59
• 4.3.1 閥蓋拓撲優(yōu)化流程56-57
• 4.3.2 拓撲優(yōu)化結(jié)果與分析57-59
• 4.4 閥蓋目標參數(shù)優(yōu)化59-65
• 4.4.1 建立三維參數(shù)化模型59
• 4.4.2 選擇參數(shù)對象59-60
• 4.4.3 目標參數(shù)優(yōu)化分析流程60-61
• 4.4.4 查看對比分析結(jié)果61-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第5章 高壓通海閥可靠性壽命試驗66-75
• 5.1 引言66
• 5.2 高壓通海閥可靠性要求66-68
• 5.3 高壓通海閥可靠性壽命實驗準備68-70
• 5.3.1 試驗方法選擇68
• 5.3.2 試驗大綱及實驗設(shè)備68-69
• 5.3.3 試驗方案69-70
• 5.4 高壓通海閥可靠性壽命試驗70-71
• 5.4.1 確定實驗時間70-71
• 5.4.2 實驗流程及結(jié)果71
• 5.5 實驗結(jié)果研究71-74
• 5.5.1 確定實驗分布類型71-73
• 5.5.2 高壓通海閥壽命實驗結(jié)果73-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果80-81
• 致謝81

【參考文獻】

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本文編號：815991