基于阀门设计的应力集中分析.pdfVIP

镕7自 *＆Ⅱ等if目『1＆计∞A力橐中”析 基于阀门设计的应力集中分析 张应t唐克伦 副lIgI}％nti，日…自mH，0∞ A目#*．目自*自**《n月f#*#t￡m#女目％一＆自目％。 自《＆目# *t目目n＆^^十自*m《}#m 女t#m日^ ÷目分类{THl3s” i章■{1000抛∞(∞I】)07删I啦 应力集中是指受力柯件由于几何形状、外形 尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的 现象”1。多出现于尖角、孔橱、缺口、掏槽以及有 刚性约束处及其邻域。应力集中是闫门设计分析 I 中最常见的现象，怎样精确地获取阀门应力集中 处的应力，不仅对阀门结构设计分析非常关键，而 且对于评定阀门的疲劳使用寿命具有重大的意 I 义。根据大量的研究发现结构的疲劳寿命对应力 集中非常敏感，往往在常规静力学分析中能够认 勉___ 可的精度在疲劳预测中却造成非常太的误差，与 实际结果相去甚远2。因此如何精确地获取结构 囤1局部网格自化 应力集中成为阀门设计分析的关键因素。 1 2于模型技术 对于应力集中的平面问题一般可以找到精确 在有限元分析中往往出现这种情况，即对于 的求解公式或者是经验修正公式”1，但足对于大 用户关心的区域，如应力集中区域，网格太废不能 量的工程实际问题，能够简化成平面问题的相对 得到满意的结果．而对于这些区域之外的部分．阿 很少，绝大部分问题都是复杂的空间问题，而空间 格密度已经足够了。子模型是得到模型部分区域 同题通常很难找到解析解。因此在这种情况下要 中更加精确解的有限单元技术。子模型方法卫称 想研究应力集中问题(应力集中因子、应力集中 为切割边界位移法或特定边界位移法。切割边界 位置)，解析的方法就显得有些无能为力丁。有 就是子模型从整个较粗糙的模型分割开的边界。 限单元法的兴起已经逐渐被太多数工程^员所采 整体模型切割边界的计算位移值即为子模型的边 纳，极大的推动了应力集中研究的迅述笈展”。 界条件。子模型基于圣维南原理，即如果实际分 1应力集中分析方法简介 布载荷被等效载荷代替以后，应力和应变只在载 为了准确模拟结构中的应力集中问题，一般 荷施加的位置附近有改变。这说明只有在载荷集 采用局部细化网格法、子横型法以及自适应网格 中位置才有应力集中效应．如果子模型的位置远 法3种”。 离应力集中位置，则子模型内就可以得到较精确 的结果41。 11局部细化网格沽 1 3自适应网格划分 局部细化阿格法牍名思义就是对整个区域捌 自适应同括方法通过误差估计．在某些变化 分完网格以后．再对应力梯度变化太的区域进行 网格细化加密。具体可以针对某个点也可以针对 《#日■：201Im{3 某个单元进行细化，“这些点(单元)为中心进行 网格加密，如图l所示。 (㈣0。6l 万方数据 化I自动化仪表 第38卷 较为剧烈的区域，如大变形，激波面、接触问断面 很高。奉攻有限元分析利坩结构对称性．分析了