閥體的應(yīng)力分類與強(qiáng)度評(píng)定.pdf

1、閥門是特殊承壓類設(shè)備，屬于異形壓力容器。國(guó)內(nèi)外閥門的設(shè)計(jì)水平是緊跟壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。閥體作為閥門的承壓部件及主要耗材零件約占閥門重量的五分之三，其設(shè)計(jì)水平對(duì)閥門制造成本、工作性能和使用壽命有決定性的影響。對(duì)一些常規(guī)設(shè)計(jì)不能滿足要求的閥門，如高參數(shù)、特殊結(jié)構(gòu)及核用閥門，應(yīng)力分析設(shè)計(jì)法在閥體設(shè)計(jì)中被采用。
　　 應(yīng)力分類是應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一大特征，ASME規(guī)范中給出應(yīng)力分類的原則和部分典型問(wèn)題的分類結(jié)果，但對(duì)于實(shí)際的工程問(wèn)題在規(guī)

2、范中不一定都能找到對(duì)應(yīng)的結(jié)果，而且規(guī)范也沒(méi)有給出具體的分類方法。如何在掌握壓力容器應(yīng)力分類思想的基礎(chǔ)上，運(yùn)用一定技巧對(duì)閥體的應(yīng)力進(jìn)行分類和評(píng)定，是實(shí)現(xiàn)閥門分析設(shè)計(jì)的核心也是難點(diǎn)問(wèn)題。
　　 本文首先從常規(guī)閥門設(shè)計(jì)出發(fā)，分析研究了閥門閥體壁厚設(shè)計(jì)的公式，閥體應(yīng)力簡(jiǎn)化計(jì)算的理論基礎(chǔ)及計(jì)算公式。其次結(jié)合閥門產(chǎn)品實(shí)例，按照常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算方法對(duì)閘閥閥體進(jìn)行了應(yīng)力簡(jiǎn)化計(jì)算。接著利用有限元軟件對(duì)實(shí)例閘閥閥體建立有限元模型，設(shè)定邊界條件，按照試驗(yàn)

3、和設(shè)計(jì)工況施加載荷，對(duì)閥體有限元模型進(jìn)行靜力分析計(jì)算。主要研究閥體的應(yīng)力分布情況以及最大應(yīng)力值和最大應(yīng)力發(fā)生的位置。并對(duì)有限元應(yīng)力計(jì)算結(jié)果與應(yīng)力簡(jiǎn)化計(jì)算進(jìn)行了分析與比較。
　　 然后，從壓力容器應(yīng)力分類思想研究入手，討論應(yīng)力分類和應(yīng)力分解的區(qū)別和應(yīng)力分類的各種技巧及方法。結(jié)合閥體應(yīng)力分布特點(diǎn)的分析，按照應(yīng)力分類思想將閥體應(yīng)力分為一次應(yīng)力、二次應(yīng)力和峰值應(yīng)力，并給出典型閥體的應(yīng)力分類表。最后，對(duì)實(shí)例閘閥閥體的應(yīng)力進(jìn)行分類，以等安全

4、裕度為原則，對(duì)各類應(yīng)力及其組合的當(dāng)量應(yīng)力給予不同的限制，按照分析設(shè)計(jì)方法進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定。
　　 論文在閥體詳細(xì)應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用壓力容器應(yīng)力分類思想對(duì)閥體進(jìn)行應(yīng)力分類，首次給出閥體的應(yīng)力分類表，并采用不同的極限值代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)的同一許用應(yīng)力對(duì)閥體進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定。從應(yīng)力分類的角度，以“將材料用在關(guān)鍵部位”為目的，為閥體“何處應(yīng)該加厚，何處可以減薄”提供理論和實(shí)踐研究基礎(chǔ)。從綜合安全性和經(jīng)濟(jì)性角度，為閥體結(jié)構(gòu)及壁厚進(jìn)一步優(yōu)化給出依