全(quán)焊接球閥廠家全焊接球閥閥體分析與(yǔ)評定

随(suí)着科學(xué)技術的不斷進步和制造水平的不斷提高,閥門的生(shēng)産也在向(xiàng)着高(gāo)溫、高壓、大(dà)口徑、高密封等高參數(shù)方(fāng)向發展,同時也希望閥門的制造在充分(fèn)保證(zhèng)An全性的前提下,盡可能做到經濟性(xìng)。

對于高壓大口徑的全焊接球閥,若按原有的以經驗公式為基礎的“常規設計”方(fāng)法(Design by Rules)進行設計,其口徑超出了常規設計(jì)的經驗公式的(de)适用範圍,隻能依靠(kào)實驗研(yán)究,進行對比分析設計,這樣會導緻成本提高和設計周期延長,而設計出的産品雖然可以保證An全(quán)性,但卻不(bú)能保證經濟(jì)性。 “分析設(shè)計(jì)”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)。

由于失效準則的選取不同,“分析(xī)設計”方法與(yǔ)有限單元法考慮到局部應力對(duì)整(zhěng)體應力的影響,并且根據引起應力(lì)的原因将(jiāng)應力進(jìn)一步分類判(pàn)定,在保證強度的前提下,放寬了應力的(de)限制條件,對大口徑閥門而言,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(shè)計方法,通過彈性力(lì)學、闆殼理論的(de)基本公式,對閥體危險截(jié)面的應力進行分析,并确定了應力與壁厚之(zhī)間的計算關系,将應力分析所得結果進一步劃分為一次薄膜應(yīng)力Pm,一次彎(wān)曲應力Pa和二(èr)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(lì)強度進行限(xiàn)制。

在滿足各類應力強度的條件下,确定了閥體壁厚。 其次,根據計算所得壁厚,應用有限元的方法,采用ANSYS Workbench軟件,對閥體進行(háng)工作狀态下的(de)數值模拟計算。對運算結果(guǒ)中應力集中處的(de)應力進行應力線性化處理,從而得(dé)到各類應力,加以判定,驗證“分(fèn)析設計”方法所得壁(bì)厚是否符合強度要(yào)求。

Zui後,将通過“分析設計”準則所得壁厚與按“常規設計(jì)”準則确定的壁厚進行比較,以體現“分析設計”方(fāng)法與(yǔ)有限單元法在閥(fá)門設(shè)計中的良好性。