阀门支架截面力学特性探讨及CAD应用

1、概述

　　阀门强度计算是验证设计安全性的理论依据,针对不同类型的阀门,其强度计算主要有壳体(阀体、阀盖)计算、阀杆计算、中法兰计算、螺栓计算、密封比压力验算和支架危险截面计算等。但阀门结构复杂,品种繁多,功能各异,致使各部件的受力情况不同,给相关的推导计算带来困难。另外我国没有专用的关于阀门计算方面的标准,因此只能参照一些阀门设计手册进行计算。本文针对文献〔1〕中给出的几处值得商榷的阀门支架计算公式进行了推导,以分析其正确与否。并介绍CAD软件在阀门部件设计计算中的应用。

2、分析计算

　　在参考文献〔1〕中,第396页的表4 - 29 (下称原表)列出6种截面特性,其中第3、4、5种的截面系数Wx 和Wy 的表述出现混淆,应改为Wx=Ix/y1,Wy=Iy/x1〔2〕。

　　截面对于不同点和轴的惯性矩各不相同,一般只有通过特定点、特定轴的惯性矩才具有工程计算价值。这样的点一般为形心,轴一般是主惯性轴,而通过形心的主惯性轴(即形心主惯性轴)截面对于坐标轴的惯性积为0,并且在所有平行轴中的惯性矩最小。

　　原表x轴都是对称轴,坐标轴相互垂直且通过形心,可见所给Ix 和Iy 应该都是形心主惯性矩。但经过计算,原表截面5 (图1)对过圆心O的y轴惯性矩Iy 为

4、结语

　　CAD软件一般不受图形或数值复杂程度的限制,只要正确建模和操作无误都能很快给出计算结果。所以灵活运用CAD软件相关功能,即可完成大量复杂的计算任务。随着科学技术的不断发展,新材料不断诞生,高精度加工设备和先进技术不断涌现,完备的检测测验手段不断采用和法规及标准的不断更新,阀门工业也将取得更大的进步。

参考文献

　　〔1〕　杨源泉. 阀门设计手册〔M〕. 北京:机械工业出版社, 1992.
　　〔2〕　中国动力工程学会. 火力发电设备技术手册〔M〕. 北京:机械工业出版社, 1998.
　　〔3〕　GB /T 12234 - 2007,石油、天然气工业用螺栓连接阀盖的钢制闸阀[S].
　　〔4〕　刘鸿文. 材料力学〔M〕. 北京:高等教育出版社, 1998.