高壓長輸管線固定球閥有限元優化設計_張浩強.pdf

《高壓長輸管線固定球閥有限元優化設計》講解了國內外長輸管線球閥的發展過程，結合現有技術對大口徑高壓閥門進行優化設計。該論文聚焦公稱通徑1500mm、公稱壓力15MPa的國內最大管線球閥，采用ANSYS有限元分析軟件建立橡膠O形圈及其邊界的有限元模型，分析相同溝槽、不同截面和壓縮率下形狀變化和接觸壓力分布，指出槽寬對接觸壓力無顯著影響，而槽口倒角半徑越大則最大接觸壓力及剪切應力越大但影響較小。在20%壓縮率和15MPa工作壓力條件下，O形圈的最大接觸壓力能有效保證密封性能。文中還詳細描述了O形圈可能出現裂紋的位置，并探討了活動套筒閥座的設計，包括O形圈材料選擇、密封間隙計算以及沿半徑方向的最大變形控制。對于雙向密封結構的管道球閥，通過計算平均密封比壓得出矩形密封圈具有較小壓縮率、均勻接觸壓力和良好密封效果。此外，針對閥體壁厚進行了等厚壓力確定，并通過熱結構耦合分析和結構優化設計獲得最佳壁厚。同時研究了閥桿與球體連接方式以確保旋轉同步性，從而提高閥門整體可靠性。

《高壓長輸管線固定球閥有限元優化設計》適用于從事高壓長輸管線球閥研發、制造、維護的相關企業和科研機構，特別是那些致力于提升閥門密封性、強度和可靠性的單位。本研究為工程師和技術人員提供了詳細的理論依據和實踐指導，有助于他們在設計過程中應用先進的有限元分析方法，優化閥門結構，確保其在極端條件下的安全穩定運行。適用于油氣輸送領域的專業人員，尤其是關注大型長輸管線建設與運營的企業和個人。