球阀的动态特性分析与应用

摘要

球阀是上世纪50年代问世的一种新型阀门，但它是近几年来发展速度最快的阀门品种之一。球阀不仅结构简单、密封性能好，而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小，操作简便、易实现快速启闭，易于操作和维修，不仅适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，因而得到广泛的应用。 结构的动态特性分析是结构动力学领域里的一个重要研究方面。本文阐述了国内外结构动态特性的研究成果，并以球阀为研究背景，利用PRO/E软件建立了球阀三维实体模型。通过PRO/E与ANSYS的接口，实现了PRO/E与ANSYS的数据共享。利用ANSYS软件，建立起了球阀主要零件--阀体的有限元模型。基于结构模态分析理论，从分析阀体的工作特点入手，系统地应用了有限元的技术方法，综合考虑了提高计算精度等各方面因素，成功地进行了阀体的模态分析，提取了前十阶振动频率和振型图，揭示了阀体的振动特性，为产品设计改进提供了理论依据。 本文还结合实际应用，分析了焊接阀体模态分析的方法，并利用分析结果，有效有为阀体以振对时效中选择激振力的频率、振型和大小提供了依据，对焊接残余应力振动时效工艺的制定起到了指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究的背景

1.1.1国内外控制阀的发展现状

1.1.2国内外的研究动态

1.2课题的学术意义及实用价值

1.3课题研究的主要内容和方法

1.4本章小结

第2章 有限元法的基本原理

2.1力学分析方法概述

2.2有限元位移法的基本思路

2.3有限元的解题过程

2.3.1结构离散化

2.3.2单元分析的步骤

2.3.3单元位移模式

2.3.4单元刚度矩阵

2.3.5整体分析的步骤

2.3.6整体刚度矩阵的特点

2.4本章小结

第3章 球阀的结构及工作原理

3.1球阀的工作原理

3.2球阀的基本参数及结构设计

3.2.1球阀的基本参数

3.2.2结构设计

3.3球阀分类

3.3.1固定球阀

3.3.2浮动球阀

3.3本章小结

第4章 球阀实体模型的建立

4.1PRO／E简介

4.2PRO／E构建的球阀三维实体模型

4.3本章小结

第5章 阀体的模态分析

5.1ANSYS简介

5.2ANSYS的动力学分析

5.3球阀阀体的模态分析

5.3.1实体模型的建立

5.3.2有限元模型的建立

5.3.3模态计算分析

5.4阀体的模态分析在机械制造中的应用

5.5模态分析的结论

5.6本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文