大口徑楔式閘閥結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、由于大口徑閘閥具有流體阻力小、可靠性高、壽命長等優(yōu)點，因而，被廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、石油等行業(yè)。大口徑的閥體內(nèi)腔較大，且其截面形狀不規(guī)則，很難使用傳統(tǒng)的機械設(shè)計理論對其進行強度計算與設(shè)計，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上多采用經(jīng)驗公式進行計算和設(shè)計。但是經(jīng)驗公式往往過于保守，這樣就導(dǎo)致大口徑楔式閘閥閥體過于笨重，材料利用率低，且生產(chǎn)、安裝、調(diào)試不便。有鑒于此，本課題采用先進的計算機輔助技術(shù)，對大口徑楔式閘閥進行設(shè)計與優(yōu)化，使閥門整體更加合理。
　　首

2、先，本文論述了本課題的研究意義，同時在查閱了大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上對國內(nèi)外大口徑閥門領(lǐng)域的發(fā)展狀況、各類閥門的優(yōu)缺點及目前工程上常用的分析方法做出介紹。
　　其次，利用Autodesk Inventor三維設(shè)計軟件對本課題的大口徑楔式閘閥進行了三維建模，特別是針對閥體的厚度、加強筋布置及閘板的厚度進行了參數(shù)化設(shè)計。對有限元理論和分析過程進行了詳細闡述，建立了大口徑楔式閘閥有限元模型，同時利用大型有限元分析軟件ANSYS Workbe

3、nch對其進行了有限元分析。
　　最后，針對閥體和閘板進行了有限元分析。以滿足結(jié)構(gòu)強度為出發(fā)點，以減輕閥門裝備重量為優(yōu)化目標，對優(yōu)化目標進行了約束分析，得出了最大等效應(yīng)力與設(shè)計變量的關(guān)系曲線圖，有效地減小了閥門的重量，合理優(yōu)化了閥體的厚度、加強筋的布置和閘板厚度等設(shè)計參數(shù)。經(jīng)過優(yōu)化后，閥體最大等效應(yīng)力降低了4.39％，閘板最大等效應(yīng)力降低了16.0%，使閥體與閘板的總體設(shè)計更加合理，同時有效降低了研發(fā)和生產(chǎn)成本，對大口徑閥門設(shè)計具