高压长输管线固定球阀有限元优化设计_张浩强.pdf

《高压长输管线固定球阀有限元优化设计》讲解了国内外长输管线球阀的发展过程，结合现有技术对大口径高压阀门进行优化设计。该论文聚焦公称通径1500mm、公称压力15MPa的国内最大管线球阀，采用ANSYS有限元分析软件建立橡胶O形圈及其边界的有限元模型，分析相同沟槽、不同截面和压缩率下形状变化和接触压力分布，指出槽宽对接触压力无显著影响，而槽口倒角半径越大则最大接触压力及剪切应力越大但影响较小。在20%压缩率和15MPa工作压力条件下，O形圈的最大接触压力能有效保证密封性能。文中还详细描述了O形圈可能出现裂纹的位置，并探讨了活动套筒阀座的设计，包括O形圈材料选择、密封间隙计算以及沿半径方向的最大变形控制。对于双向密封结构的管道球阀，通过计算平均密封比压得出矩形密封圈具有较小压缩率、均匀接触压力和良好密封效果。此外，针对阀体壁厚进行了等厚压力确定，并通过热结构耦合分析和结构优化设计获得最佳壁厚。同时研究了阀杆与球体连接方式以确保旋转同步性，从而提高阀门整体可靠性。

《高压长输管线固定球阀有限元优化设计》适用于从事高压长输管线球阀研发、制造、维护的相关企业和科研机构，特别是那些致力于提升阀门密封性、强度和可靠性的单位。本研究为工程师和技术人员提供了详细的理论依据和实践指导，有助于他们在设计过程中应用先进的有限元分析方法，优化阀门结构，确保其在极端条件下的安全稳定运行。适用于油气输送领域的专业人员，尤其是关注大型长输管线建设与运营的企业和个人。