大口径闸阀的结构设定边界条件

阀体是大口径闸阀的主要部件之一，不管是新产品的开发设计，还是老产品的结构改进，都离不开阀体的开发设计与改进。如何开发设计出等强度的阀体、如何改进阀体的结构以减少阀体的应力集中现象，是目前阀门企业函待解决的问题。如果在设计阶段就能比较准确的对阀体应力分布有比较清楚的了解，无疑会缩短开发设计过程，所以对阀体的等效应力进行计算分析具有重要的工程实用价值。本论文以大口径闸阀阀体为主要   对象，利用大型有限元软件对其进行有限元分析和优化计算。

利用有限元软件建立大口径闸阀的实体模型，基于整体结构设定边界条件，按照实际工况和试验工况分别施加载荷，对阀体进行了有限元静力分析计算，主要   阀体等效应力的大小和分布状况，结论认为大口径闸阀阀体的应力集中现象明显，且在实验压力下不能满足使用要求，所以有   改进阀体中腔的形状，以降低阀体的应力并使应力分布   加均匀。

以有限元分析结果为基础对阀体进行优化，优化过程中采用一阶优化方法，以大等效应力作为目标函数，优化后结果显示，阀体大等效应力减小了16.7%，满足阀体的强度要求，且阀体的应力分布   加均匀，减少了疲劳破坏可能发生的机率。讨论了阀体布置加强筋对阀体大等效应力的影响，并得出结论在阀体中腔处布置加强筋可以   阀体应力分布，阀体中腔加强筋应尽量远离中法兰且不需要布置太多。

论文为设计部门起到了较好的指导作用，可以降低企业成本，产生显著的经济效益。