全焊接(jiē)球(qiú)閥廠家全焊接(jiē)球閥閥體分(fèn)析與評定

随(suí)着科學技(jì)術的不斷進步和(hé)制(zhì)造水平的不斷提高,閥(fá)門的生産也在向着高溫、高(gāo)壓、大口徑、高密封等高參數方向發展,同時也希望閥門的制造在充分(fèn)保證An全性的前提下,盡可能做到經濟性(xìng)。

對于高壓大口徑的(de)全焊接球閥,若按原有(yǒu)的以(yǐ)經驗公式為基礎的“常規設計”方法(fǎ)(Design by Rules)進行(háng)設計,其(qí)口徑超出了常(cháng)規設計的經驗公式的适用範圍,隻能依靠實驗研究,進行對比分析設計,這樣會導緻成本(běn)提高和設計周期延(yán)長,而設計出的産品雖然可以保證An全性,但卻不能保證經濟性。 “分析設(shè)計(jì)”方法(Design by analysis)與有限單元法(Finite Element Analysis)是現代(dài)結(jié)構分析中的重要手段。

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體應力的(de)影響,并且根據引起應力的原因将應力(lì)進一步分類判定,在保證強度(dù)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(dù)節省材料,降低成本。本文将NPS56Class900的全焊接(jiē)球閥為例：

首先,采用分析設(shè)計方法,通過彈性力(lì)學、闆殼(ké)理論的基本公式,對閥體危(wēi)險截(jié)面的應力進行分析(xī),并确定了應力與壁厚之間的計算關系,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(yīng)力Pa和二次應力(lì)Q,根據JB4732-95《鋼制壓力容器-分析設計标準》中的判定要求對各類應力強度進行限制。

在(zài)滿足(zú)各類(lèi)應力強度的條件下,确定了閥體壁厚。 其次,根據計算所得壁(bì)厚,應用有(yǒu)限元的方法,采用ANSYS Workbench軟件,對閥體進行工作狀态下的(de)數值模拟(nǐ)計算。對運算結果中(zhōng)應力集中處的(de)應力進行應力線性化處理,從而得到各類應力,加以判定,驗證“分析設計”方法所(suǒ)得壁厚是否符(fú)合強度要(yào)求。

Zui後,将通過“分析(xī)設(shè)計”準則所得壁厚與按“常(cháng)規設計”準則确定的壁厚進行比(bǐ)較,以體現“分析設計”方法與(yǔ)有限單元法在閥門設計中的良好性。