阀体四合环位置应力分析及优化设计

核心提示：1 前言 在关断类阀门中普遍采用压力自紧密封式结构（图1），连接的密封性能依靠工作介质自身产生的力来达到，阀体四合环位置应力分析及优化设计，随着压力的增加，填料室座的密封力也逐渐增大，定义图1 中A 处尖角位置的网格大小为2mm，在阀体中腔及四合环下端面输入水压强度试验时的介质作用力76.5MPa ，密封性能也随之增加

1 前言

在关断类阀门中普遍采用压力自紧密封式结构（图1），连接的密封性能依靠工作介质自身产生的力来达到。随着压力的增加，填料室座的密封力也逐渐增大，密封性能也随之增加。由经典的力学分析可知，四合环将产生一个很大的剪力作用在阀体中安放四合环的内腔上部，阀体A 位置将产生应力集中现象。若对A 位置设计成圆角以减小峰值应力，阀体四合环位置的应力分析及圆角值的确定，需要给出设计规程及数据分析。

1.阀体、2.填料室座、3.密封圈、4.压板、5.四合环、6.压盖、

图1.压力自紧密封式结构

2 优化设计

利用ANSYS 软件和优化设计方法能够实现阀体四合环位置的有限元分析及圆角数值的分析确定。为了对计算机资源的节省，可选取阀体和四合环的装配关系进行研究，将阀体的中腔作为研究对象，计算结果影响较小的零件和尺寸。为了便于分析的加载，选取装配件的1/4 进行计算，在对称面上施加无摩擦滑动约束。模型结果如图2 所示。

阀体和四合环的材料属性为SA-182 F91 ，接触关系设置为“Frictionless” ，网格划分精度选择100 ，定义图1 中A 处尖角位置的网格大小为2mm，在阀体中腔及四合环下端面输入水压强度试验时的介质作用力76.5MPa 。求解Sint 应力并同时在分析设置中保存“db”数据库文件。