阀体应力分类与强度评定的讨论

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1、32FLUIDMACHINERYVo1．39，No．1，2011文章编号：1005—0329(2011)O1—0032—05阀体应力分类与强度评定的讨论翟霄，俞树荣(兰州理工大学，甘肃兰州730050)摘要：根据压力容器分析设计标准和应力分类准则，结合阀体的应力分布特点，对阀体的应力分类和强度评定问题进行讨论。按照应力分类思想对阀体应力进行分解和分类，对各类应力及其组合的当量应力给予不同的限制，从综合安全性和经济性角度，为阀体结构及壁厚进一步优化给出依据。关键词：分析设计；应力分类；强度评定；阀体；有限元法中图分类号：TK037文献标识

2、码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．O1．008DiscussionofStressClassificationandStrengthEstimateofValveBodyZHAIXiao．YUShu—rong(LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstracts：Accordingtoanalyticaldesigncodeofpressurevesselsandstress—classificationguidelines，com

3、binedwiththestressdistributionfeaturesofvalvebody，theproblemsofstressclassificationandstrengthestimateofvalvebodyarediscussed．Afterthetotals~essofthevalvebodyissplitandclassifiedinaccordancewiththestress—classificationguidelines，diferenttypesstressandequivalentstressarer

4、estrictedwithdifferentconstrains．Fromacomprehensivepointofviewofsecurityandeconomy，thegistfortheoptimizationofvalvebodystructureandwallthicknessisprovidedKeywords：designbyanalysis；stressclassification；strengthestimate；valvebody；finiteelementmethod1前言何运用应力分类思想对阀体进行应力分类和强度

5、评定的问题展开讨论。阀门是特殊承压类设备，属于异形压力容器。国内外阀门的设计水平是紧跟压力容器设计技术2应力分类和应力分析设计法的发展，API规范中许多技术标准都是引用了ASME标准的¨。阀体作为阀门的外壳及主要应力分类概念源于美国ASMEVI-2，是应耗材零件占阀门重量的70％，其设计水平对阀门力分析设计的核心内容，以详细的结构应力分析制造成本、工作性能和使用寿命有决定性的影响。为基础，根据应力产生的原因、对失效模式所起的应力分析设计法在阀体设计中被采用，尤其是一作用及应力的分布把应力分为一次应力(P些高参数和特殊结构阀门。应力分类是

6、应力和P)，二次应力Q和峰值应力F，以等安全裕度分析设计的一大特征，ASME规范中给出应力分为原则对不同性质的应力用不同的强度条件加以类的原则和部分典型问题的分类结果，但对于实限制，危险性较小的应力可以比危险性大的应力际的工程问题在规范中不一定都能找到对应的结取更高的许用应力值。相比较于常规阀门设计果，而且规范也没有给出具体的分类方法。如何的单一失效准则，在确定结构的强度限制条件时在掌握应力分类思想的基础上运用一定技巧对实引入应力分类思想，不同种类的应力服从于不同际工程问题中的应力进行分类和评定是实现分析的强度条件，一方面考虑了可能出现

7、的一些主要设计的核心也是难点问题。本文就阀门设计中如失效模式而使设计更安全可靠；另一方面允许局收稿日期：2010—02—052011年第39卷第1期流体机械33部可控制的塑性区的出现，适当提高了许用应力曲应力为二次应力Q，总体热应力也属于二次应值，在严格保证安全性的基础上充分发挥材料的力Q“。典型闸阀阀体应力的分类情况列承载潜能而使设计更经济，节约材料。于表1。表1阀体应力分类3阀体的应力分析和应力分类位置应力的起因应力的类型所属种类阀体任何截面外载荷或力矩总体薄膜应力Pm阀体与圆筒形容器相比，形状复杂，而且不同弯曲应力阀门的阀体形状各

8、异，不可能得到阀体应力计算沿壁厚的应力梯度Pm内压轴向温度梯度Q远离不连续处的精确公式。常规设计中，一般用途的阀门是将的阀体总体薄膜应力薄膜应力Q阀体简化成直通圆筒，依靠最小壁厚来保证其强弯曲应力Q度的，不