閥門(mén)支架截面力學(xué)特性探討及CAD應用

1、概述

　　閥門(mén)強度計算是驗證設計安全性的理論依據,針對不同類(lèi)型的閥門(mén),其強度計算主要有殼體(閥體、閥蓋)計算、閥桿計算、中法蘭計算、螺栓計算、密封比壓力驗算和支架危險截面計算等。但閥門(mén)結構復雜,品種繁多,功能各異,致使各部件的受力情況不同,給相關(guān)的推導計算帶來(lái)困難。另外我國沒(méi)有專(zhuān)用的關(guān)于閥門(mén)計算方面的標準,因此只能參照一些閥門(mén)設計手冊進(jìn)行計算。本文針對文獻〔1〕中給出的幾處值得商榷的閥門(mén)支架計算公式進(jìn)行了推導,以分析其正確與否。并介紹CAD軟件在閥門(mén)部件設計計算中的應用。

2、分析計算

　　在參考文獻〔1〕中,第396頁(yè)的表4 - 29 (下稱(chēng)原表)列出6種截面特性,其中第3、4、5種的截面系數Wx 和Wy 的表述出現混淆,應改為Wx=Ix/y1,Wy=Iy/x1〔2〕。

　　截面對于不同點(diǎn)和軸的慣性矩各不相同,一般只有通過(guò)特定點(diǎn)、特定軸的慣性矩才具有工程計算價(jià)值。這樣的點(diǎn)一般為形心,軸一般是主慣性軸,而通過(guò)形心的主慣性軸(即形心主慣性軸)截面對于坐標軸的慣性積為0,并且在所有平行軸中的慣性矩最小。

　　原表x軸都是對稱(chēng)軸,坐標軸相互垂直且通過(guò)形心,可見(jiàn)所給Ix 和Iy 應該都是形心主慣性矩。但經(jīng)過(guò)計算,原表截面5 (圖1)對過(guò)圓心O的y軸慣性矩Iy 為

4、結語(yǔ)

　　CAD軟件一般不受圖形或數值復雜程度的限制,只要正確建模和操作無(wú)誤都能很快給出計算結果。所以靈活運用CAD軟件相關(guān)功能,即可完成大量復雜的計算任務(wù)。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新材料不斷誕生,高精度加工設備和先進(jìn)技術(shù)不斷涌現,完備的檢測測驗手段不斷采用和法規及標準的不斷更新,閥門(mén)工業(yè)也將取得更大的進(jìn)步。

參考文獻

　　〔1〕　楊源泉. 閥門(mén)設計手冊〔M〕. 北京:機械工業(yè)出版社, 1992.
　　〔2〕　中國動(dòng)力工程學(xué)會(huì ). 火力發(fā)電設備技術(shù)手冊〔M〕. 北京:機械工業(yè)出版社, 1998.
　　〔3〕　GB /T 12234 - 2007,石油、天然氣工業(yè)用螺栓連接閥蓋的鋼制閘閥[S].
　　〔4〕　劉鴻文. 材料力學(xué)〔M〕. 北京:高等教育出版社, 1998.