閥體的應力分類與強度評定.pdf

1、閥門是特殊承壓類設備，屬于異形壓力容器。國內外閥門的設計水平是緊跟壓力容器設計技術的發(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，其設計水平對閥門制造成本、工作性能和使用壽命有決定性的影響。對一些常規(guī)設計不能滿足要求的閥門，如高參數(shù)、特殊結構及核用閥門，應力分析設計法在閥體設計中被采用。
　　 應力分類是應力分析設計的一大特征，ASME規(guī)范中給出應力分類的原則和部分典型問題的分類結果，但對于實際的工程問題在規(guī)

2、范中不一定都能找到對應的結果，而且規(guī)范也沒有給出具體的分類方法。如何在掌握壓力容器應力分類思想的基礎上，運用一定技巧對閥體的應力進行分類和評定，是實現(xiàn)閥門分析設計的核心也是難點問題。
　　 本文首先從常規(guī)閥門設計出發(fā)，分析研究了閥門閥體壁厚設計的公式，閥體應力簡化計算的理論基礎及計算公式。其次結合閥門產(chǎn)品實例，按照常規(guī)設計計算方法對閘閥閥體進行了應力簡化計算。接著利用有限元軟件對實例閘閥閥體建立有限元模型，設定邊界條件，按照試驗

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

4、裕度為原則，對各類應力及其組合的當量應力給予不同的限制，按照分析設計方法進行應力強度評定。
　　 論文在閥體詳細應力分析的基礎上，運用壓力容器應力分類思想對閥體進行應力分類，首次給出閥體的應力分類表，并采用不同的極限值代替?zhèn)鹘y(tǒng)設計的同一許用應力對閥體進行強度評定。從應力分類的角度，以“將材料用在關鍵部位”為目的，為閥體“何處應該加厚，何處可以減薄”提供理論和實踐研究基礎。從綜合安全性和經(jīng)濟性角度，為閥體結構及壁厚進一步優(yōu)化給出依