一种蝶阀的结构应力与内部流场分析

乔 海，罗 鑫，张 岳，杨欣月，谭丁仁，马宗民*，李淑娴，陈建国

（大连大学机械工程学院，辽宁 大连 116622）

蝶阀是机械工程中一种常用的阀门部件，在流体运输管路中广泛应用。普通蝶阀在工程实际中具有相对较小的流体阻力，经过逐步发展和改进，已经具有成熟的设计理论与方法[1]。大口径蝶阀在船舶海洋工程中应用广泛，设计评价中存在不少问题，如：蝶阀蝶板工作状况下的变形与应力过大及蝶阀应力集中问题对蝶阀的影响。随着计算机与数字技术的发展，工程设计与分析软件的可视化也得到了快速发展，工程结构设计也进入到了虚拟样机设计时代。通过工程设计与分析软件，能够充分模拟工作环境，展现虚拟机构的响应状况，对其进行分析评价。利用虚拟样机仿真技术进行蝶阀的分析：根据工程需要设计蝶阀的外形尺寸，然后通过ansys数值仿真软件评价结构强度刚度是否满足工作条件。

蝶阀是通过阀杆运动来带动碟板，以实现管路开启关闭的一种阀门。蝶阀在开启完全时，流阻较小，可以进行精准的流量控制。因此，蝶阀在大口径的管路调节领域应用普遍。应用Solid WorksFlowSimulation进行蝶阀内部流场分析，评价水力特性，以实现蝶阀的减振及降噪。

与小口径的蝶阀相比，大口径蝶阀缺少试验条件，验证难度大，很难得到一些具体的验证设计数据，因此，对于大口径蝶阀的设计通常应用经验公式设计[2，3]。本文以手动蝶阀为原型建立蝶阀三维模型，分别采用ansys workbench和进行Solid WorksFlowSimulation进行数值仿真。……