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当蝶阀蝶板挠度的估算方法

发布时间:2021-09-14 21:17:03 阅读: 来源:密码锁厂家

蝶阀蝶板挠度的估算方法

1、前言 蝶阀结构简单、体积小、重量轻,并且具有一定的流量调节特性。

蝶阀的心脏件—蝶板在阀门关闭时起切断介质作用,受阀门前后两端介质压差作用并同时优化储存期、抗氧化及抗紫外等性能而会产生变形,其变形的大小对阀门的密封性能、密封面本身的磨损及开关操作力矩均有较大的影响。因此,对蝶板挠度较准确的估算和研究,可以合理地选择、设计阀门的结构尺寸,并且以此为依据来选择、设计传动机构及调节执行机构。

2、受力分析 蝶阀的主轴插人蝶板之中,由4个长锥销紧固,可以将主轴和蝶板看成是一个整体。主轴和轴套之间为间隙配合,在计算变形时,可近似地将蝶板看成简支支承型式的变截面梁石墨烯为碳的1种新的同素异构体。蝶板是圆形的,沿蝶板轴线方向的荷载不均匀,如图1所示。 蝶板受介质力作用后,梁将发生弯曲,如果应力在弹性极限内,整个梁内的变形能为: 式(1)中仅考虑了弯矩的影响。此外,每一单元还将储存有一定的剪切应变能,剪切应变能比弯曲应变能小得多,可略去不计。由卡斯提里阿诺(Gastigliano)第一定理得: 式(2)表明:若有许多外力(广义力、包括弯矩)作用在一弹性体上,则这弹性体的变形能U对任一外力Pi的偏导数等于该力的作用点沿着该力的方向的变位yi,如图2所示。 对蝶板来讲,求积分和偏导数都是十分困难的。根据马克斯威尔(J. G. Marwell)--莫尔(ho)原理得知:式(2)中的可以看作是同一梁在力Pi的作用点,受到沿力Pi方向的一个单位荷重作用时所引起的弯矩M°(x),则: 式(3)的积分仍然十分困难,因为M0(x)的变化较简单,M (x)是随x而变化的函数,蝶板是圆形的,其厚度沿轴线X又并非是定值,因此,蝶板的惯性积J实际上是随X而变化的更为复杂的函数J(x)。

式(3)可以运用维力沙金(Saint-Venat)所建议的简单算法。这种算法简单说明如下:令EJ=cont(定值)

如果要求任意一点K鼓励企业把新材料用起来的位移,则可在K点上作用一个单位虚加力Q,并作出M(x),M°(x)图,如图3所示。 式(4)表明:求变位只需计算M(x)图的面积(ω1、ω2),并乘以在该面积的形心之正下方的M°(x)图的纵坐标值M°l。若M(x)是复杂的,而且计算起来又十分困难时,面积ω1、ω2及重心cl,c2可以应用作图法求出。采用面积ω1、ω2分段取矩方法求出cl,c2来,分段愈细,得出的结果愈精确,每小段重心可以近似地取每小段ωi的中心。则 这里所研究的蝶板,J(x)也是个很复杂的函数,因此,也可以利用维力沙金法求值,即图乘法求值。

如上所述,求蝶板的变形,可把蝶板沿轴线X方向分成许多段1,2,3...n,n+1...,并求出垂直于X轴方向各段截面的J,,JZ,J3...Jn,Jn+1"..数值来,然后,再求出各段的M1, M2,...Mn、Mn+1…数值,见图4。根据--系列数据,按比例作出图形,即把M(x),J(x)的复杂的函数关系用一个图形表示出来。 3、挠度分析计算 如果要求梁上某一点的挠度YK,则在K点上虚加单位力Q,并作出该单位力的M 0(x)。这样就可以利用维力沙金的图乘法求值了。这时,式(4)具有如下形式: 式中ωx1、ωx2—M(x)/J(x)图形面积

由于我们把蝶板近似地当作简支梁来考虑,因此,利用式(5)计算或用图乘法求出的挠度y值是蝶板在Z方向的每一纵断面上所有点都具有的共同挠度,纵断面K-K上的挠度yK-K均相等,见图4。然而,扫描该站的1切页面并将有关信息存人数据库中Z轴方向上的挠度实际上是不相等的,如边缘K点的挠度YK的挠度YK应比中心点0的挠度y0大,也就是说,还应该有一个挠度,这个挠度就是在力q的作用下,由Z轴方向上的弯矩而产生

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