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PFFA阀体的强度分析

发布于:2016-04-25 20:56
强度分析

      PFFA阀体是石油机械中常用的流体控制设备零件,目前,国外对阀体的设计已广泛采用了计算机辅助设计及强度分析仿真技术,并且形成了较完善的设计规范和标准。而国内很多企业对阀体的设计仍停留在经验设计及仿制的基础上,这就不可避免地存在设计上的盲目性,设计周期长、成本高,严重制约了企业的发展。
      有限元分析法作为一种数值计算方法在工程设计分析中得到了广泛的应用,并在产品的设计分析方面发挥了重要作用。本研究运用该方法借助于MSC.NastranApp对PFFA阀在工作载荷下的强度进行了深人分析,给出了阀体在工作压力下的应力分析云图。分析结果与试验结果一致,实现了阀体强度试验的计算机仿真,为阀体的结构优化设计提供了有效的参考依据。MSC.NASTRAN拥有先进的有限元网格划分技术,能根据不同的几何模型提供多种不同的网格划分工具。由于阀体为非规则的实体,因此采用10节点四面体单元,通过Tet-Mesh完成对阀体网格的自动划分。最终,整个分析模型共有32243个节点,17816个单元,确保了分析结果的收敛性。   
      通过对阀体的强度分析,大家不难发现PFFA阀体在工作压力下都是安全的。该结论与阀体的强度试验结果是一致的。图所示阀体应力分布云图中高应力区和实际阀体发生破坏的位置也是吻合的。所以用有限元分析法对阀体进行强度设计是完全可行的。
      由于阀体强度试验中,无法对阀体内表面进行应变应力测量,因而很难准确地确定阀体的最大应力点,而阀体的屈服压力是通过对阀体外表面最大应力点的压力一应变曲线估算而来的,这就导致用强度试验确定阀体工作安全系数偏大。而有限元方法则能确定阀体在工作载荷下,所有位置点的应力情况,并能给出最大应力点的准确位置。从这点来看,在确定阀体屈服压力方面有限元法较强度试验法更接近实际。尽管有限元分析模型对实际模型作了一些简化。但这种简化足以满足工程设计的精度要求。因此,在阀体强度设计中用有限元法代替阀体强度试验,不但能为企业节省大量的经费,而且可以缩短设计周期,提高设计质量,进而降低新品开发成本,增强市场竞争力。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限企业
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