无泄漏阀门的控制与强度设计

发布时间：2020-07-29 19:29

【摘要】：本文以“无泄漏阀”为研究对象，设计出了基于89C51为中心的单片机控制系统；另外还对阀体进行了强度设计。文章共分为两个部分。第一部分：首先，根据本系统的控制要求以及现场的工艺要求，设计出了该控制系统的组成元素；其次，由系统的组成元素，设计出了该系统所需的硬件资源，这主要包括串行口通讯电路、显示电路以及步进电动机驱动电路等。其中，通讯电路主要完成单片机与上位机的通讯功能，显示电路主要完成实时显示阀杆当前位置的功能，而驱动电路则完成把脉冲信号放大的功能；最后，由系统的硬件情况，设计出了该系统的软件实现。在实际工作时，考虑数据采集时所引起的误差，利用数字滤波中的程序判断法以控制误差信号在允许的范围之内。同时，还利用VC开发出了上位机的通讯程序。第二部分：首先，简略地阐述了有限元素法的基本概念和基本理论；其次，在对阀体模型进行了合理简化后，给出了阀体的应力计算方法以及影响阀体强度的相关因素的设计准则；最后，利用ANSYS软件对实际的阀体模型进行了数字计算，并预报出了阀体的最危险部位。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH134
【图文】：

对话框,串口通讯,对话框

当前位置以及上位机能发出控制信号给单片机，我们设计了串口操作对话框;再次，当上位机接收单片机上传的信号时，我们设计了一个接收复选框作为条件判断;最后，当要结束控制操作时，我们设计了一个退出按钮。如图2.13所示。图2.13串口通讯对话框在设计好串口通讯后，下一步就是对串口通讯窗口进行编程，编程的主要用途是使窗体中的各个控件能够具有其本身要求的功能。其程序代码如下:#inelude，，stdafx.h，，#inelude，’APICOMM，h，，38

阀体,实体模型

图5.1阀体的实体模型阀体在结构上具有对称性，在直角坐标系中，我们利用一平在平面进行分割，取阀体的二分之一进行强度计算。阀体总变形的预报，采用变断面模型并对模型模拟施加阀体的算出阀体的最大变形，找出阀体的最大应力处，因而预报出阀。有限元法适用于任意复杂的结构，所建立起来的模型可较真系统。作为理论计算，它可充分考虑阀体的复杂特征，使得利报阀体的危险处成为可能。采用有限元分析的方法，对影响阀因素进行分析，可以得到一系列相关的结论。众所周知，ANSYS能最强并拥有世界上最大用户群的大型有限元分析程序之一，上面的阀体模型进行理论分析。ANSYS进行有限元分析时，关键的一步就是要选择适当的单元，模型以求得准确的结果。由于阀体产实际结构和线型较复杂，

阀体,有限元模型

中的SmartSIZe(智能分网)，并将划分精度定为5，系统将自动根据阀体模型的形状和尺寸，模型局部的曲率、线与线之间的距离，以及所设置的精度级别，自动选择合适的网格密度进行划分，最后划分结果如图5.2所示。图5.2阀体的有限元模型5.2有限元计算参数阀体模型采用的是普通的钢铁材料，取弹性性模量为2.07xlo”N/舰2，泊松比为0.28，密度为7800啥/m’。在实际计算时考虑到附加质量的影响而对密度作适当的加大处理。阀体厚度根据模型确定·通过MainMenu)Preproeessor)MaterialProps)Ma七erialModels打开

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