基于ABAQUS的高压球阀球体有限元分析

《基于ABAQUS的高压球阀球体有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013年2月机床与液压Feb．2013第4l卷第4期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol_41No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．04．006基于ABAQUS的高压球阀球体有限元分析刘洋，倪威，蔚海文(1．江汉石油钻头股份有限公司，湖北武汉430223；2．中国海洋石油深圳分公司，广东深圳518067；3．中煤集团山西金海洋能源有限公司，山西朔州036000)摘要：在球阀的设计制造中，为尽可能地保证产品质量和缩短产品制造周期、延长产品使用寿命，在对球体的受力情况进行理论分析的基础上，对3种工况下

2、球体的受力情况进行了有限元模拟，并对球体整体应力、最大变形处与最薄弱环节做了评价，找出整个球体的应力大小及载荷分布情况，得出此类球阀能够满足强度要求的结论。关键词：高压球阀；球体；有限元模拟中图分类号：TH134文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)4—021—3FiniteElementAnalysisofHighPressureBallValveBasedonABAQUSLIUYang，NIWei，YUHaiwen(1．KingdreamPublicLimitedCompany，WuhanHubei430223，China；2．S

3、henzhenBranchofChinaNationalOffshoreOilCorp，ShenzhenGuangdong518067，China；3．ChinaCoalGroupinShanxiGoldenOceanEnergyCo．，Ltd．，ShuozhouShanxi036000，China)Abstract：Inordertoensureproductquality，extendproduetlifeandsho~enproductioncyclesofballvalve，throughanalyzingtheforceconditiono

4、fsphereofballvalvetheoretically，theforceconditionsofthesphereunderthreeconditionsweresimulated．Over—allstress，maximumdeformationplaceandtheweakestlinkofthespherewereevaluated．Thestressandloaddistributingoftheballvalveweregotten．Itisshowntheballvalvecanmeetthestrengthrequirement

5、．Keywords：High—pressureballvalve；Sphere；Finiteelementsimulation传统的球阀在使用过程中，常常因为球体与阀座在阀座支撑圈上，压迫阀座紧压球体产生预密封作的配合误差而导致咬伤、卡塞或划伤等问题。为了改用，管道内的气体将不能通过缝隙进入中腔内部。因善这些不足，现今在西气东输管道设计项目中使用了此在分析时，球体上游端在流道内介质压力(10大口径、耐高压、耐腐蚀的高可靠性球阀。而在这种MPa)的作用下，使阀座支承圈和阀座一起压向球阀的设计制造中，为尽可能地保证产品质量、延长球体。产品的使用寿命，作者

6、采用有限元数值模拟的方法，对3种工况下球体的受力情况进行了强度分析，并对整体应力、最大变形处、最薄弱环节做了评价，这对预先检测产品潜在的问题，改善产品的可靠劢性和安全性，减少产品的制造费用及现场的设计和使用具有指导意义。1球体力学分析模型球体结构为对称的薄壁结构，是整个球阀中体积和质量最大、承受最高压力的部件，其结构与材料球体1．质量直接影响内部应力分布和产品的安全性，当球阀袖篓袖工作时，球体在开启和关闭过程中，管道内的气体将会流向中腔内部，所以对其进行强度分析十分必要。在此，选取3种工况下球体的受力情况进行分图1某型号大口径球阀装配图析，图1为某大

7、型球阀的结构图。(2)流道内压力10MPa，中腔内压力13．3MPa(1)流道内有压力10MPa，中腔无压力在特定的条件下，管道内的气体进入中腔，这时由于球阀尚未开启，流人管道内的气体直接作用收稿日期：2011—12—26作者简介：刘洋(1983一)，男，硕士研究生，主要从事石油机械的设计与仿真工作。E—mail：yangliu851003@163．com。第4期刘洋等：基于ABAQUS的高压球阀球体有限元分析·23·可以看出：球体所受最大应力值为100MPa，相比球在阀体和袖管连接处，阀体的最大位移保持在0．75体材料的屈服极限要小得多，因此球体的

8、工作很mm以下⋯。安全。(2)．从对球体在3种不同压力载荷作用下的分2．2最大变形处分析评价析结果可以得出：