4.تحليل العنصر المحدود من الختم
يمكن محاكاة القوة الفعلية لقطعة العمل عن طريق الكمبيوتر ، ويمكن تحليل إزاحتها والتوتر والضغط. تشمل طرق التحليل الشائعة الاستخدام تحليل محاكاة العنصر المحدود بالكمبيوتر وتحليل محاكاة السوائل. التشوه المرن للكرة ومقعد الصمامصمامات كروية معدنيةتمت دراسته باستخدام طريقتين التحليل.
4.1تحليل محاكاة العناصر المحدودة
4.1.1نماذج مبسطة
قبل تحليل العناصر المحدودة ، يتم تبسيط النموذج أولاً وفقًا لخصائص الإجهاد والتشوه.
(1) صلابة جسم الصمام كبيرة جدًا والتشوه صغير جدًا ، لذلك تم حذف التحليل الهيكلي لجسم الصمام.
(2) تم تثبيت الكرة بواسطة المحاور العلوية والسفلية. من المفترض أن يكون العمودان العلوي والسفلي صلبًا بدرجة كافية ، وتم حذف هياكل العمود العلوي والسفلي.
(3) حلقة الختم الزنبركية والحلقة O والجرافيت ليس لها أي تأثير على التلامس بين الكرة ومقعد الصمام ويمكن حذفها.
يظهر النموذج المبسط في الشكل 2. بما أن الكرة في حالة ثابتة ، يمكن تحليلها بشكل منفصل. ومع ذلك ، فإن مقعد الصمام عائم ، وهو غير مناسب لتحليل مستقل. التحليل المشترك للكرة ومقعد الصمام أقرب إلى الوضع الفعلي ، لذلك يتم تحليل مكونات الكرة ومقعد الصمام بشكل منفصل.
الشكل 2 الشكل 2 نماذج مبسطة
4.1.2تحليل الكرة
(1) قم بإنشاء مثال جديد وحدد تحليل الإجهاد الساكن.
(2) تقسيم الشبكة. حدد شبكة قائمة على الانحناء ، واستخدام حجم عنصر متغير لإنشاء شبكة يساعد على الحصول على نتائج دقيقة للميزات الصغيرة. كلما زادت كثافة الشبكة ، زادت دقة النتائج. ومع ذلك ، فإن تقسيم الشبكة ووقت الحل أطول ، كما أن متطلبات تكوين الكمبيوتر أعلى. حجم النموذج في هذا المثال صغير ، لذلك يتم استخدام شبكة عالية الدقة. بالنسبة للنماذج واسعة النطاق ، يوصى باستخدام الشبكة ذات الكثافة المتوسطة التي يتم قبولها في البرنامج.
(3) بالنسبة لمواد التطبيق ، تكون مادة مصفوفة المجال هي A182 F304.
(4) أضف حمولة ، واستخدم ضغطًا قدره 42 ميجا باسكال على جميع الأجزاء الملامسة للوسط.
(5) أضف أداة تثبيت ، ويتم ضبط التثبيت على سطح المحمل لثقوب العمود العلوي والسفلي ، وهو ما يتماشى مع الوضع الفعلي.
نتائج التحليل الاستاتيكي للكرة موضحة في الشكل 3. ويمكن ملاحظة من نتائج التحليل أن الضغط يتركز في موضع فتحة العمود العلوي. يتجاوز الحد الأقصى للضغط قوة الخضوع. الضغط الكروي صغير. يحدث تشوه مرن غير منتظم. يحدث التشوه الأقصى في موضع فم الكرة الأفقي ، ومقدار التشوه حوالي 0.01805 مم.
(أ) تحليل إزاحة الكرة
(ب) تحليل ضغط المجال
الشكل 3 تحليل العناصر المحدودة من المجالات
4.1.3التحليل الساكن للكرات ومقاعد الصمامات
(1) قم بإنشاء مثال جديد وحدد تحليل الإجهاد الساكن.
(2) قواعد تقسيم الشبكة هي نفس قواعد التحليل الساكن للكرة.
(3) بالنسبة لمواد التطبيق ، فإن المادة الأساسية للكرة ومقعد الصمام هي A182 F304 ، متجاهلين الطلاء الثاني للختم.
(4) اضبط الاتصال. حدد زوج الختم لتعيين جهة الاتصال العالمية. لا يوجد اختراق ، ومعامل الاحتكاك 0.25.
(5) قم بإضافة حمولة وضغط 42 ميجا باسكال لجميع الأجزاء الملامسة للوسط وقوة الزنبرك البالغة 1100 نيوتن لمقعد الصمام.
(6) طريقة إضافة التركيبات هي نفس طريقة التحليل الاستاتيكي للكرة.
تظهر نتائج تحليل الجمع بين الكرة ومقعد الصمام في الشكل 4. ويمكن ملاحظة من الشكل أن الضغط يتركز في موضع فتحة العمود على الكرة ، وأن الضغط الأقصى يتجاوز قوة الخضوع ؛ يكون الضغط الكروي صغيرًا ، مما يؤدي إلى تشوه مرن والتشوه غير متساوٍ. يتراوح تشوه موضع فم الكرة الأفقي من 0.02116 إلى 0.02151 مم ، وتشوه الموضعين العلوي والسفلي من 0.01155 إلى 0.01639 مم. لا يتجاوز الضغط على مقعد الصمام قوة الخضوع ، كما يحدث تشوه مرن ؛ يكون تشوه الوضع الأفقي لسطح الختم من 0.03571 إلى 0.03635 مم. تشوه الموضع العلوي والسفلي هو 0.02973 إلى 0.04044 مم ؛ يمكن أن يعوض التشوه المرن لمقعد الصمام عن التشوه المرن للكرة لتحقيق الختم.
(أ) تحليل إجهاد المقاطع الأفقية للكرات ومقاعد الصمام
(ب) تحليل إجهاد المقاطع الرأسية للكرات ومقاعد الصمام
(ج) تحليل إزاحة المقاطع الأفقية للكرات ومقاعد الصمام
(د) تحليل إزاحة المقاطع الرأسية لمقاعد صمام الرمل الكروية
الشكل 4 نتائج تحليل الكرات ومقاعد الصمامات
4.2تحليل محاكاة السوائل
تحليل محاكاة السوائل هو تحليل قطعة العمل عن طريق تحميل حمل السوائل. يجب دمجه مع كرة ومقعد صمام لتشكيل مساحة يمكن أن تحتوي على سائل.
(1) اضبط الدليل. اضبط الوسيط على الماء أو الغاز ، واضبط المعلمات مثل الكثافة.
(2) قم بإنشاء غطاء لتشكيل مساحة ضيقة.
(3) اضبط شروط الحدود ، واضبط حجم واتجاه الضغط المتوسط.
(4) حدد الأهداف.
(5) الجري.
(6) تصدير النتائج إلى المحاكاة.
(7) إنشاء محاكاة تحليل الإجهاد.
(8) اضبط المادة.
(9) اضبط البحث التلقائي عن مجموعات الاتصال.
(10) إعدادات التركيبات هي نفس إعدادات التحليل الساكن للكرة.
(11) أضف حمولة وحدد تأثير التدفق المحفوظ.
تظهر نتائج تحليل محاكاة السوائل في الشكل 5. ويتركز الضغط في موضع فتحة العمود على الكرة ، والضغط الأقصى يتجاوز مقاومة الخضوع ؛ يكون الضغط الكروي صغيرًا ، مما يؤدي إلى تشوه مرن والتشوه غير متساوٍ. لا يتجاوز الضغط على المقعد قوة الخضوع ، كما يحدث تشوه مرن. يتراوح تشوه الموضع الأفقي لسطح الختم من 0.02218 إلى 0.02284 مم ، وتشوه الموضع العلوي والسفلي هو 0.01991 إلى 0.02408 مم ؛ يمكن أن يعوض التشوه المرن لمقعد الصمام عن التشوه المرن للكرة لتحقيق الختم.
(أ) تحليل الإجهاد للمقطع الأفقي للكرة ومجموعة مقعد الصمام
(ب) تحليل الإجهاد للقسم الرأسي للجمع بين الكرة والمقعد
(ج) تحليل الإزاحة للمقطع الأفقي للكرة ومجموعة مقعد الصمام
(د) تحليل الإزاحة للقسم الرأسي للكرة ومجموعة مقعد الصمام
الشكل 5 الشكل 5 نتائج تحليل محاكاة السوائل
5.استنتاج
يتم استخدام تحليل محاكاة العناصر المحدودة وتحليل محاكاة السوائل لتحليل المجال الكروي للصمام الكروي المرتكز على المعدن وتجميع الكرة ومقعد الصمام. تختلف نتائج التحليل اختلافًا طفيفًا بسبب إعدادات المعلمات المختلفة ، لكن اتجاه نتائج التحليل ثابت. بالنسبة للتسرب الناجم عن التشوه المرن تحت درجات حرارة عالية ومنخفضة ، يمكن الحصول على بعض التحليلات والتحقق من خلال الطريقة الواردة في هذه المقالة ، والتي توفر مرجعًا للتصميم والعملية المحسنين.
يمكن محاكاة القوة الفعلية لقطعة العمل عن طريق الكمبيوتر ، ويمكن تحليل إزاحتها والتوتر والضغط. تشمل طرق التحليل الشائعة الاستخدام تحليل محاكاة العنصر المحدود بالكمبيوتر وتحليل محاكاة السوائل. التشوه المرن للكرة ومقعد الصمامصمامات كروية معدنيةتمت دراسته باستخدام طريقتين التحليل.
4.1تحليل محاكاة العناصر المحدودة
4.1.1نماذج مبسطة
قبل تحليل العناصر المحدودة ، يتم تبسيط النموذج أولاً وفقًا لخصائص الإجهاد والتشوه.
(1) صلابة جسم الصمام كبيرة جدًا والتشوه صغير جدًا ، لذلك تم حذف التحليل الهيكلي لجسم الصمام.
(2) تم تثبيت الكرة بواسطة المحاور العلوية والسفلية. من المفترض أن يكون العمودان العلوي والسفلي صلبًا بدرجة كافية ، وتم حذف هياكل العمود العلوي والسفلي.
(3) حلقة الختم الزنبركية والحلقة O والجرافيت ليس لها أي تأثير على التلامس بين الكرة ومقعد الصمام ويمكن حذفها.
يظهر النموذج المبسط في الشكل 2. بما أن الكرة في حالة ثابتة ، يمكن تحليلها بشكل منفصل. ومع ذلك ، فإن مقعد الصمام عائم ، وهو غير مناسب لتحليل مستقل. التحليل المشترك للكرة ومقعد الصمام أقرب إلى الوضع الفعلي ، لذلك يتم تحليل مكونات الكرة ومقعد الصمام بشكل منفصل.
الشكل 2 الشكل 2 نماذج مبسطة
4.1.2تحليل الكرة
(1) قم بإنشاء مثال جديد وحدد تحليل الإجهاد الساكن.
(2) تقسيم الشبكة. حدد شبكة قائمة على الانحناء ، واستخدام حجم عنصر متغير لإنشاء شبكة يساعد على الحصول على نتائج دقيقة للميزات الصغيرة. كلما زادت كثافة الشبكة ، زادت دقة النتائج. ومع ذلك ، فإن تقسيم الشبكة ووقت الحل أطول ، كما أن متطلبات تكوين الكمبيوتر أعلى. حجم النموذج في هذا المثال صغير ، لذلك يتم استخدام شبكة عالية الدقة. بالنسبة للنماذج واسعة النطاق ، يوصى باستخدام الشبكة ذات الكثافة المتوسطة التي يتم قبولها في البرنامج.
(3) بالنسبة لمواد التطبيق ، تكون مادة مصفوفة المجال هي A182 F304.
(4) أضف حمولة ، واستخدم ضغطًا قدره 42 ميجا باسكال على جميع الأجزاء الملامسة للوسط.
(5) أضف أداة تثبيت ، ويتم ضبط التثبيت على سطح المحمل لثقوب العمود العلوي والسفلي ، وهو ما يتماشى مع الوضع الفعلي.
نتائج التحليل الاستاتيكي للكرة موضحة في الشكل 3. ويمكن ملاحظة من نتائج التحليل أن الضغط يتركز في موضع فتحة العمود العلوي. يتجاوز الحد الأقصى للضغط قوة الخضوع. الضغط الكروي صغير. يحدث تشوه مرن غير منتظم. يحدث التشوه الأقصى في موضع فم الكرة الأفقي ، ومقدار التشوه حوالي 0.01805 مم.
(أ) تحليل إزاحة الكرة
(ب) تحليل ضغط المجال
الشكل 3 تحليل العناصر المحدودة من المجالات
4.1.3التحليل الساكن للكرات ومقاعد الصمامات
(1) قم بإنشاء مثال جديد وحدد تحليل الإجهاد الساكن.
(2) قواعد تقسيم الشبكة هي نفس قواعد التحليل الساكن للكرة.
(3) بالنسبة لمواد التطبيق ، فإن المادة الأساسية للكرة ومقعد الصمام هي A182 F304 ، متجاهلين الطلاء الثاني للختم.
(4) اضبط الاتصال. حدد زوج الختم لتعيين جهة الاتصال العالمية. لا يوجد اختراق ، ومعامل الاحتكاك 0.25.
(5) قم بإضافة حمولة وضغط 42 ميجا باسكال لجميع الأجزاء الملامسة للوسط وقوة الزنبرك البالغة 1100 نيوتن لمقعد الصمام.
(6) طريقة إضافة التركيبات هي نفس طريقة التحليل الاستاتيكي للكرة.
تظهر نتائج تحليل الجمع بين الكرة ومقعد الصمام في الشكل 4. ويمكن ملاحظة من الشكل أن الضغط يتركز في موضع فتحة العمود على الكرة ، وأن الضغط الأقصى يتجاوز قوة الخضوع ؛ يكون الضغط الكروي صغيرًا ، مما يؤدي إلى تشوه مرن والتشوه غير متساوٍ. يتراوح تشوه موضع فم الكرة الأفقي من 0.02116 إلى 0.02151 مم ، وتشوه الموضعين العلوي والسفلي من 0.01155 إلى 0.01639 مم. لا يتجاوز الضغط على مقعد الصمام قوة الخضوع ، كما يحدث تشوه مرن ؛ يكون تشوه الوضع الأفقي لسطح الختم من 0.03571 إلى 0.03635 مم. تشوه الموضع العلوي والسفلي هو 0.02973 إلى 0.04044 مم ؛ يمكن أن يعوض التشوه المرن لمقعد الصمام عن التشوه المرن للكرة لتحقيق الختم.
(أ) تحليل إجهاد المقاطع الأفقية للكرات ومقاعد الصمام
(ب) تحليل إجهاد المقاطع الرأسية للكرات ومقاعد الصمام
(ج) تحليل إزاحة المقاطع الأفقية للكرات ومقاعد الصمام
(د) تحليل إزاحة المقاطع الرأسية لمقاعد صمام الرمل الكروية
الشكل 4 نتائج تحليل الكرات ومقاعد الصمامات
4.2تحليل محاكاة السوائل
تحليل محاكاة السوائل هو تحليل قطعة العمل عن طريق تحميل حمل السوائل. يجب دمجه مع كرة ومقعد صمام لتشكيل مساحة يمكن أن تحتوي على سائل.
(1) اضبط الدليل. اضبط الوسيط على الماء أو الغاز ، واضبط المعلمات مثل الكثافة.
(2) قم بإنشاء غطاء لتشكيل مساحة ضيقة.
(3) اضبط شروط الحدود ، واضبط حجم واتجاه الضغط المتوسط.
(4) حدد الأهداف.
(5) الجري.
(6) تصدير النتائج إلى المحاكاة.
(7) إنشاء محاكاة تحليل الإجهاد.
(8) اضبط المادة.
(9) اضبط البحث التلقائي عن مجموعات الاتصال.
(10) إعدادات التركيبات هي نفس إعدادات التحليل الساكن للكرة.
(11) أضف حمولة وحدد تأثير التدفق المحفوظ.
تظهر نتائج تحليل محاكاة السوائل في الشكل 5. ويتركز الضغط في موضع فتحة العمود على الكرة ، والضغط الأقصى يتجاوز مقاومة الخضوع ؛ يكون الضغط الكروي صغيرًا ، مما يؤدي إلى تشوه مرن والتشوه غير متساوٍ. لا يتجاوز الضغط على المقعد قوة الخضوع ، كما يحدث تشوه مرن. يتراوح تشوه الموضع الأفقي لسطح الختم من 0.02218 إلى 0.02284 مم ، وتشوه الموضع العلوي والسفلي هو 0.01991 إلى 0.02408 مم ؛ يمكن أن يعوض التشوه المرن لمقعد الصمام عن التشوه المرن للكرة لتحقيق الختم.
(أ) تحليل الإجهاد للمقطع الأفقي للكرة ومجموعة مقعد الصمام
(ب) تحليل الإجهاد للقسم الرأسي للجمع بين الكرة والمقعد
(ج) تحليل الإزاحة للمقطع الأفقي للكرة ومجموعة مقعد الصمام
(د) تحليل الإزاحة للقسم الرأسي للكرة ومجموعة مقعد الصمام
الشكل 5 الشكل 5 نتائج تحليل محاكاة السوائل
5.استنتاج
يتم استخدام تحليل محاكاة العناصر المحدودة وتحليل محاكاة السوائل لتحليل المجال الكروي للصمام الكروي المرتكز على المعدن وتجميع الكرة ومقعد الصمام. تختلف نتائج التحليل اختلافًا طفيفًا بسبب إعدادات المعلمات المختلفة ، لكن اتجاه نتائج التحليل ثابت. بالنسبة للتسرب الناجم عن التشوه المرن تحت درجات حرارة عالية ومنخفضة ، يمكن الحصول على بعض التحليلات والتحقق من خلال الطريقة الواردة في هذه المقالة ، والتي توفر مرجعًا للتصميم والعملية المحسنين.
التالي: طلاء الصمام
سابق: مبادئ الختم والتسربات للصمامات الكروية المعدنية المختومة
English
Español (España)
العربية