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Conception et analyse de la vanne papillon de grand diamètre

Jul 14, 2019

Ces dernières années, de nombreuses entreprises industrielles ont également proposé la conception et la fabrication de vannes de grande taille (telles que ø 5350 mm de diamètre) en fonction de leurs besoins. Toutefois, conformément au manuel de conception des vannes et aux normes correspondantes, les données relatives à la conception des vannes de grand diamètre sont encore insuffisantes, de même que le manque d'expérience dans la conception de vannes de grande taille dans l'industrie. Par conséquent, il est nécessaire d'effectuer des calculs et des analyses détaillés et précis, ainsi que des calculs d'analyse des déformations et des forces. Ensuite, concevez en fonction des résultats. Cela garantit une bonne étanchéité et une résistance suffisante. Cependant, en raison de la particularité de la structure de la vanne, il est difficile d'effectuer des calculs analytiques à l'aide de méthodes mécaniques classiques. Seule la méthode des éléments finis est utilisée pour analyser les calculs. La méthode des éléments finis est utilisée pour analyser et calculer le corps de la vanne et la plaque papillon avec un diamètre de vanne papillon de 505350mm, de manière à fournir une base théorique à l'optimisation raisonnable de la structure et de la conception, afin d'éviter tout gaspillage de matière inutile.

principe:

L’essence de la méthode d’analyse par éléments finis est que le continuum élastique avec une infinité de degrés de liberté multiples est idéalisé dans un ensemble unitaire avec un degré de liberté fini par deux approximations, ce qui simplifie le problème en un problème structurel approprié à une solution numérique. La première approximation est la segmentation élémentaire, la frontière précise est discrétisée en frontières simples, l'objet continu est discrétisé en une série de cellules connectées uniquement par des nœuds, la structure est également appelée division de maillage et l'assemblage de cellules discrètes sera remplacé. Le continuum élastique d'origine; la deuxième approximation est une distribution de déplacement réaliste et complexe qui est approximativement représentée dans le graphique de résultat d'analyse, et les résultats du calcul analytique peuvent être visualisés.

Ce qu'il faut expliquer ici, c'est que le développement actuel et l'application pratique de l'analyse par éléments finis repose sur un outil important: l'utilisation des ordinateurs dans les calculs réels. L'utilisation de logiciels informatiques d'analyse et de calcul améliore considérablement la vitesse d'analyse et joue un rôle très important dans les applications pratiques.

1 structure de vanne

La valve adopte une structure à trois excentriques, le corps de la valve est une double bride et un type de nervure en forme d'anneau; la plaque papillon est du type à plaque de forme spéciale, et les plaques nervurées de formes différentes y sont disposées de manière raisonnable; leur structure est relativement compliquée et le travail de calcul manuel est important. Par conséquent, le calcul est effectué à l'aide d'un logiciel d'analyse en éléments finis tridimensionnels.

2 Analyse par calcul des éléments finis du corps de la vanne

La dispersion structurelle est la base de la méthode des éléments finis. La discrétisation structurelle consiste à diviser le continuum élastique à analyser en un ensemble d'unités finies selon certaines règles, afin que les unités adjacentes soient connectées au niveau des nœuds et que les charges entre les unités ne soient transmises que par les nœuds. Le discret structural s'appelle également le maillage. L'ensemble de cellules discrètes remplacera le continuum élastique d'origine. Toutes les analyses informatiques seront effectuées sur ce modèle informatique.

Commencez par établir un modèle par éléments finis de la structure brève du corps de la vanne.

2.1 Détermination des conditions aux limites

La déformation du corps de la vanne est principalement affectée par le poids du corps de la vanne lui-même et par le poids des autres composants de la vanne (tels que le plateau de vanne et le bloc d'alimentation). Par conséquent, le poids des autres composants doit être pleinement pris en compte dans le calcul. Nous choisissons la déformation du corps de la vanne lorsque celle-ci est placée verticalement. Calculez, chargez l'accélération de gravité globale 3g dans la direction Y, le fond du corps de la vanne est également chargé avec la contrainte de la direction Y et la direction X, et compte tenu de l'ouverture de la vanne grande, l'effet de bout de tuyau se produira, de sorte que la vanne Z La contrainte -direction doit être chargée sur les deux brides.

2.2 Analyse de stress

En raison du grand diamètre de la vanne, la structure de soudage en tôle d'acier est généralement adoptée. Par conséquent, la considération principale est l’influence du poids total de la vanne sur le corps de la vanne, afin d’éviter la déformation importante du corps de la vanne, affectant ainsi l’utilisation normale de la vanne, et l’accélération gravitationnelle est de , mais le réel Du point de vue de la sécurité, nous calculons par 3g. En chargeant Y = 3g, l'analyse par éléments finis peut être utilisée pour calculer la déformation propre au corps de la vanne sous 3 fois une accélération de la gravité. La figure ci-dessous montre la déformation du corps de la vanne. La figure montre que la déformation maximale est de 0,6 mm.