焊接蝶阀结构分析及参数化设计

发布时间：2020-07-18 01:44

【摘要】：参数化设计过程是指从功能分析到创建参数化模型的整个过程。参数化设计方法作为一种全新的设计方法现在已广泛被工业界所采用。它所具有的高效性、实用性等特点使其成为设计工作的发展方向。参数化设计应用水平的高低直接决定了企业设计效率与设计质量的高低和企业核心竞争力的强弱。产品绝大多数为定型产品,这些产品的系列化、通用化和标准化程度很高,这就为蝶阀产品的参数化设计提供了可靠的依据。采用了Pro/Engineer, ANSYS软件及Visual C++高级语言为工具,使用动态连接库的形式,对Pro/Engineer进行二次开发。系统具体操作流程是通过人机交互界面,用户输入所需的基本参数并进行必要的校核计算,就可以通过程序计算得出蝶阀的主要尺寸参数,如阀杆直径、蝶板壁厚等,继而将这些参数导入到Pro/Toolkit应用程序中,由Pro/Toolkit自带的函数将数据传递到事先由Pro/Engineer已建立好的模型中,再通过输入一些辅助的尺寸参数,从而实现蝶阀各个零件的三维模型以及蝶阀装配体模型的生成,并可以根据生成的零件的三维模型生成二维工程图纸。二维工程图纸的模板均符合国家和企业标准,所生成的装配工程图可自动生成明细表等。本系统建立了独立的数据存储系统,已保存了企业内标准系列蝶阀产品的尺寸数据,另外用户也可根据需要对相关参数进行修改,并将修改所得的数据保存到用户自行命名的文本文件中,用户再次使用这些数据时可以采用提取文件的方法重新载入,不需要重新输入。本系统的完成提高了蝶阀产品的生成效率,缩短开发周期,提高设计质量,降低设计费用,具有一定的实用价值,另外还可通过使用ANSYS等计算机辅助分析软件实现对蝶阀产品的优化设计,符合现代技术的发展要求。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH134
【图文】：

等强度设计,结构类型,蝶板

，，阀板等阀门主要零部件来生产阀门显然不能满足工况环境的要求，也大大的增加了生产成本，所以采用了等强度的焊接方式来取代铸造，由于焊接阀门不是常规的标准化零件，所以在结构设计分析上有了很大的难度，除了在理论上的计算以外，大量的计算机辅助设计分析是很重要的，本系统的结构设计分析就是在大量的计算机试验的基础上得出的优化结构，虽然在理论上不能证明此结构类型是最优化的设计结构，但在实验的基础上可以得到此结构类型是比较优化的结论，但此结构还需要进一步的改进。才}际l即口山‘5目工『n叮八川(a)

等强度设计,蝶板,结构类型

通过计算机软件可以对阀门的结构类型进行建模，通过有限元对结构类型分析，得出相对的优化结构类型。由于蝶板采用的是双密封设计，所以要有双板面，如图2.3中(a)的上下双板面，其外轴座是蝶板上不可缺少的零件，根据阀门设计手册和技术人员的经验设计出轴座的结构，采用等强度设计方法对蝶板的基本结构形状进行有限元的分析，在分析的过程中轴孔为固定约束，自由度为O，上板面为受力面，等压力承载进行分析，分析结果如(b)，在图(b)中，左图为蝶板应变分析云图，从图中可以看出板面变形成圆弧状，图中下面的颜色条是代表应变和应力大小分布，从左到右依次增大，蓝色代表最小，红色代表最大。根据颜色分布可以说明中心处变形弧度和变形量最大;右图为蝶板应力分析云图，根据颜色分布从图中可以看出应力最大的地方是上板面与轴座的交接处，上板面应力分布可以看出中心处为浅绿，两侧为浅蓝，应力分布由大到小，最大应力处在上板面和轴座的交接处，淡红色处，为了降低变形量和应力值，由图分析得到在变形量最大的地方加加强筋板和在第一交接处对称中心加加强筋板来降低第一交接处的应力，加载加强筋板的蝶板结构图如下图_

云图,蝶板,应变应力,等强度设计

图2.5蝶板的结构类型等强度设计3 F192.5ButterflyPlatetyPestruetureStrengthDesign3图2.5(a)图为蝶板二次加筋板结构图，(b)为蝶板应变应力分析云图，左图应变分析云图，根据颜色分布，变形量最大处和最大弧度在蝶板的中心处;右图为应力分析云图，根据颜色分布，板面应力分布趋向均匀，红色代表应力最大，板面蓝色代表应力较小，应该让其承受部分应力，筋板分布应该在其位置，但考虑焊接蝶板的工艺性能，继续加连接上下板面的筋板，使焊接工作加工困难，所以，采用倾斜筋板的方式来加强蝶板的强度，采用三角绪架的结构，对此方法采用了以下4种设计方案

【参考文献】