大口径高压力双密封蝶阀的结构设计与优化

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蝶阀作为流体控制的关键设备,已被广泛应用于电力、引水、石油、冶金等行业,目前国内对大口径高压力双密封蝶阀的结构设计取得了一定的成果,但优化研究还比较少,因此,结合优化理论与有限元分析方法对此类产品进行优化研究具有理论上的重要性和实践上的紧迫性,通过产品差异化及优化后成本的降低将促进该产品的进一步发展,本文针对具体工程项目的大口径高压力双密封蝶阀产品进行了深入研究和分析:论文首先在查阅行业内外相关资料文献的基础上介绍了进水蝶阀的分类及结构,并对目前国内外蝶阀行业的发展趋势及结构优化方法在蝶阀设计上的应用现状进行了介绍;其次通过有限元分析软件Solidworks/simulation,对该项目阀体初设方案模拟实际工况,进行强度和密封试验分析,研究其分析过程中相应的约束、加载方法,并结合优化方法和有限元分析软件对其结构进行了优化研究,实现了产品的轻量化,结合拓扑优化理论优化了蝶板的结构,然后利用flow simulation对蝶阀进行了流体分析,实现了产品的轻量化和流阻系数的降低;最后对生产的实物产品进行了试验与检验,通过采用应变片方法对阀体进行了应变检测和应力评估,将实测结果与有限元分析的数据进行对比分析,结果表明有限元分析精度较高,其计算数据与实测结果基本保持一致,优化结果满足设计要求,在方案设计过程中正确的有限元分析可以代替试验。最终产品的其它项的试验与检验都满足标准和设计要求。本文通过对具体工况下的大口径高压力双密封蝶阀的设计方案进行了结构优化,探讨了此类产品的结构优化方法及试验验证方法,为我国企业应用于优化此类蝶阀生产实际提供了参考依据。
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