全焊接(jiē)球閥廠家全焊接(jiē)球(qiú)閥閥體分析與評定

随(suí)着科學技術的不斷進步和制造水平的不斷提高,閥(fá)門的生(shēng)産也在向着高溫、高壓、大口徑、高密封等高參數方向發(fā)展,同(tóng)時也希望閥門的制造在充分保證An全性的前提(tí)下,盡可能做到經(jīng)濟性。

對于高壓大口徑的全焊接球閥,若按原有的以(yǐ)經(jīng)驗公式為基(jī)礎的“常(cháng)規設計”方(fāng)法(Design by Rules)進行設計,其口徑超出了常規設計的(de)經驗公式的适用範(fàn)圍,隻(zhī)能依靠實驗研究,進(jìn)行對比分析(xī)設計,這樣會導緻成本提高(gāo)和設計周期延長(zhǎng),而(ér)設計出的産品(pǐn)雖然可以保證An全(quán)性,但卻不(bú)能保證(zhèng)經濟性。 “分析設計”方法(Design by analysis)與有限單元法(Finite Element Analysis)是現代結構分析中的重要手段(duàn)。

由于失效(xiào)準則的選取不同,“分析設計”方法與有限(xiàn)單元法考慮到局部應力對整(zhěng)體應力的影響,并且根據引起應力的原因将(jiāng)應力進一步分類判定,在保證強度的前提下,放寬了應力的限制(zhì)條件,對大口徑閥門而(ér)言,将大(dà)幅度節省材料,降低成本。本文将NPS56Class900的全焊接球閥為例：

首先,采用分析設計方法,通過彈性力學、闆殼理論的(de)基本公式,對閥(fá)體危險截面的應力進行分析,并确定了應力與壁厚(hòu)之間的計算關系,将應力分析所得結(jié)果進一(yī)步劃分為一(yī)次薄(báo)膜應力Pm,一次彎曲應力Pa和二次應力Q,根據JB4732-95《鋼制壓力容器(qì)-分析設計标準》中的判定要求對各類應(yīng)力強度進行限制。

在(zài)滿足各類應力強度的條(tiáo)件下,确(què)定了閥(fá)體壁厚(hòu)。 其次,根(gēn)據計算所得壁(bì)厚,應用有限元的方法,采用ANSYS Workbench軟件,對(duì)閥體進行工作(zuò)狀态下的數值模拟計算。對運算結果中(zhōng)應力集中處的應力進行應力(lì)線性化處理,從(cóng)而得(dé)到各類應(yīng)力,加以判定,驗證“分析設計”方法所得壁(bì)厚是否符合(hé)強度要求。

Zui後,将通過“分析設計”準(zhǔn)則所得壁(bì)厚與按“常規設計”準則确定的壁厚進行比較,以體現“分析設計”方法與有限單元法在(zài)閥門設計中的良好(hǎo)性。