全焊接(jiē)球閥廠家全焊接球閥閥體分(fèn)析與評定

随着科學技術的不斷進步和(hé)制(zhì)造水平的不斷提高,閥門的生産也在向着高溫、高(gāo)壓、大(dà)口徑、高密封(fēng)等高參數方(fāng)向發展,同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(zuò)到經(jīng)濟(jì)性。

對于高壓大口徑的全焊接(jiē)球(qiú)閥,若按原有的以經驗公式為基礎的“常規設計”方法(fǎ)(Design by Rules)進行設計,其口徑超出了常規設計的經驗公式的适用範圍,隻能依靠實驗研究,進行對比分析(xī)設計,這樣(yàng)會導(dǎo)緻(zhì)成本提高和設計周期延長,而設計出的産品(pǐn)雖然可以保證An全性,但卻不能保證經濟性。 “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(yào)手段。

由于失效(xiào)準則的選取不同,“分析設計”方法(fǎ)與有限單元法考慮到局部應力對整(zhěng)體應力的影響,并(bìng)且(qiě)根據引起應力的原因将(jiāng)應力(lì)進(jìn)一步分類判定,在保證強度(dù)的前提下(xià),放寬了應(yīng)力的限制(zhì)條件,對大口徑閥(fá)門而言,将大幅度節省材料(liào),降低成本。本文将NPS56Class900的全(quán)焊接球閥為例(lì)：

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(tǐ)危險截面的應力進行分析,并确(què)定了應力與壁厚之間的(de)計算關系,将應力分析所得結(jié)果進一步劃分為一次薄膜應力Pm,一次彎曲應力Pa和二(èr)次應力(lì)Q,根據JB4732-95《鋼制(zhì)壓力容器-分析設計标準》中的判定要(yào)求對各類應力強度進行限制。

在滿足各類應力強度的條件下,确定(dìng)了閥體壁厚。 其次,根據計(jì)算所得壁厚,應用有限元的方法,采用(yòng)ANSYS Workbench軟件,對閥體進行工作狀态下的數值模拟(nǐ)計算。對運算結果中(zhōng)應(yīng)力集中處的應力進行應力線性化處理,從(cóng)而得到各類應力,加以判定,驗證“分析設計”方法所得壁(bì)厚(hòu)是否符合強度要求。

Zui後,将通過“分析設計”準則所得壁(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(fāng)法與有限單元法在(zài)閥門(mén)設計中的良好性。