Совершенствование методики проектирования запорной арматуры с использованием численных методов

• Автор: Белобородов, Анатолий Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 148 с. : ил.

I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ. Характеристика численных методов расчета прочности деталей и конструкций машин. ЗАТВОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ. Построение геометрических моделей. Оценка качества построения конечноэлементной модели. Анализ полученных результатов. Исследование взаимного влияния напряженнодеформированного состояния корпусных деталей клиновых задвижек на выполнение условия герметичности затвора. Исследование взаимного влияния деталей без учета контактных взаимодействий. Исследование взаимного влияния деталей с учетом контактных взаимодействий. Построение геометрических моделей. Анализ влияния монтажных нагрузок выполнение условия герметичности затвора. Исследование влияния процесса гидравлических испытаний и явления гидроудара,. Влияние гидравлических испытаний пробным давлением на НДС деталей запорной арматуры и выполнение условия герметичности затвора. Исследование влияния явления гидравлического удара на напряженнодеформированное состояние арматуры.


На основании результатов, полученных в предыдущих разделах работы, для клиновой задвижки КЗ были определены характерные точки, в которых будет выполнена минимизация целевой функции. В рассматриваемых точках с использованием полиномиальной регрессии расчетных данных были получены зависимости напряжений от давления рабочей среды и рассматриваемого случая нагружения. Анализ полученных зависимостей подтвердил, что при рассмотрении нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации арматуры, аналитические данные не дают представления о действующих напряжениях и возникших деформациях. Определенные на основании расчетов точки могут использоваться для выполнения экспериментальных исследований НДС арматуры на испытательном стенде типа большое гидравлическое кольцо или другом, обеспечивающим возможность проведения ресурсных испытаний. Таким образом, предложенная целевая функция и ограничения позволяют
обеспечить выполнение условия герметичности затвора при выполнении оптимизации конструкции и позволяет создать конструкцию, обладающую минимальными массогабаритными показателями и снижающую вероятность возникновения отказов по причине нарушения герметичности. Метод оценки нарушений герметичности затвора трубопроводной арматуры вследствие деформаций уплотнительных поверхностей на основе результатов расчета напряженнодеформированного состоянии деталей. Методика расчета на прочность и жесткость деталей запорной трубопроводной арматуры с использованием метода конечных элементов. Расчетные схемы для проведения анализа напряженнодеформированного состояния корпусных деталей, с учетом нагрузок, не рассматриваемых при использовании традиционных методов проектирования.