隨著我國液化天然氣(LNG)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,LNG工業(yè)對于低溫閥門的需求量越來越大,并且對于低溫閥門的設(shè)計要求也越來越高。低溫軸流式止回閥作為LNG用閥門的其中一種在LNG工業(yè)鏈條中有著不可替代的作用。在低溫工況中,止回閥工作的疲勞壽命與可靠性是止回閥產(chǎn)品好壞的重要指標(biāo),同時止回閥成本上升對于止回閥產(chǎn)品也有著較大影響。故本文在對低溫軸流式止回閥進行疲勞壽命及可靠性分析的同時,兼顧考慮止回閥輕量化的問題,對止回閥結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化設(shè)計。本文研究內(nèi)容如下:(1)從研究的背景和意義出發(fā),介紹了LNG用閥門的重要性,以及低溫軸流式止回閥的作用,了解了閥門疲勞壽命分析及可靠性分析的現(xiàn)狀。提出利用多耦合場瞬態(tài)動力學(xué)分析方法了解止回閥應(yīng)力動態(tài)響應(yīng)歷程,從而計算止回閥的疲勞壽命及可靠度。(2)介紹了疲勞壽命分析的相關(guān)理論,為本文中止回閥的多軸疲勞壽命分析做了鋪墊;介紹了可靠性相關(guān)理論及方法,明確本文以應(yīng)力—干涉模型計算止回閥可靠度。介紹了多目標(biāo)優(yōu)化的相關(guān)內(nèi)容,為止回閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。(3)運用ANSYS軟件對軸流式止回閥進行溫度場分析,了解止回閥溫度分布,而后利用模態(tài)分析確定低溫工況下軸流式止回閥的...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 閥門疲勞壽命及可靠性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 閥門疲勞壽命研究現(xiàn)狀
        1.2.2 閥門可靠性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 存在的主要問題
    1.3 本文的研究內(nèi)容
第2章 疲勞壽命分析方法及可靠性優(yōu)化設(shè)計理論
    2.1 疲勞分析理論基礎(chǔ)
        2.1.1 疲勞累積損傷理論
        2.1.2 多軸疲勞損傷準(zhǔn)則
    2.2 可靠性分析理論基礎(chǔ)
        2.2.1 可靠性分析基本概念
        2.2.2 常用可靠性分析方法
    2.3 優(yōu)化設(shè)計理論基礎(chǔ)
        2.3.1 優(yōu)化的基本要素及數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 多目標(biāo)優(yōu)化方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 低溫軸流式止回閥疲勞壽命分析
    3.1 低溫軸流式止回閥模態(tài)分析
    3.2 閥體閥座的瞬態(tài)動力學(xué)分析
        3.2.1 閥體閥座的穩(wěn)態(tài)溫度場數(shù)值計算
        3.2.2 閥體閥座載荷分析
        3.2.3 閥體閥座瞬態(tài)動力學(xué)分析
    3.3 閥體閥座的疲勞壽命分析
        3.3.1 臨界損傷平面法
        3.3.2 平均應(yīng)力修正
        3.3.3 閥體閥座的疲勞壽命分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 低溫軸流式止回閥閥體閥座的可靠性分析
    4.1 隨機變量的選取及極限狀態(tài)方程的建立
        4.1.1 參數(shù)化設(shè)計方法
        4.1.2 閥體閥座隨機變量的選取
        4.1.3 極限狀態(tài)方程的建立
    4.2 實驗設(shè)計方法
    4.3 閥體閥座可靠性的響應(yīng)面分析及驗證
        4.3.1 遺傳聚類響應(yīng)面
        4.3.2 可靠性響應(yīng)面靈敏度分析
        4.3.3 響應(yīng)面模型分析及驗證
    4.4 閥體閥座可靠性分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 低溫軸流式止回閥閥體閥座的可靠性優(yōu)化設(shè)計
    5.1 參數(shù)敏感性分析
        5.1.1 參數(shù)相關(guān)性分析
        5.1.2 參數(shù)全局靈敏度分析
    5.2 優(yōu)化模型與優(yōu)化算法
        5.2.1 優(yōu)化模型的建立
        5.2.2 NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法
    5.3 優(yōu)化模型的響應(yīng)面分析及驗證
        5.3.1 閥體閥座最大等效應(yīng)力響應(yīng)面
        5.3.2 閥體閥座最小疲勞壽命響應(yīng)面
        5.3.3 閥體閥座最小質(zhì)量響應(yīng)面
        5.3.4 響應(yīng)面模型驗證
    5.4 閥體閥座優(yōu)化結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    1 結(jié)論
    2 展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3741940