亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        安全閥彈簧固有頻率計(jì)算及仿真分析研究

        2017-11-16 01:14:12宋一新
        黑龍江電力 2017年5期
        關(guān)鍵詞:圈數(shù)安全閥固有頻率

        宋一新

        (哈電集團(tuán)哈爾濱電站閥門(mén)有限公司,哈爾濱 150066)

        安全閥彈簧固有頻率計(jì)算及仿真分析研究

        宋一新

        (哈電集團(tuán)哈爾濱電站閥門(mén)有限公司,哈爾濱 150066)

        采用瑞利法及胡克定律計(jì)算安全閥彈簧的固有頻率值,再通過(guò)建立安全閥彈簧模型,應(yīng)用ANSYS進(jìn)行有限元仿真分析,模擬安全閥彈簧在整個(gè)振動(dòng)過(guò)程中的固有頻率數(shù)值。通過(guò)對(duì)比計(jì)算與仿真分析的結(jié)果,最終確定仿真分析結(jié)果的偏差值,從而指導(dǎo)安全閥彈簧的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

        安全閥;彈簧;仿真分析;固有頻率

        安全閥作為一種自動(dòng)閥門(mén),是各類(lèi)鍋爐、壓力容器和壓力管道等設(shè)備不可缺少的安全附件,起到超壓保護(hù)作用,其廣泛應(yīng)用在石油、化工和電站等行業(yè)[1]。彈簧直接載荷式安全閥是目前應(yīng)用最廣泛的一種安全閥,該結(jié)構(gòu)安全閥利用彈簧力來(lái)實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的密封與回座。用于核電一回路和二回路的安全閥通常都有固有頻率要求[2]。由于安全閥中的彈簧都為彈性部件,因此,能否精確計(jì)算安全閥彈簧的固有頻率值成為安全閥固有頻率能否合格的重要因素[3]。應(yīng)用有限元仿真分析軟件ANSYS對(duì)安全閥彈簧進(jìn)行仿真分析,模擬安全閥的固有頻率特性,并進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證,通過(guò)對(duì)比,最終確定安全閥彈簧固有頻率計(jì)算及仿真分析的方法。

        1 彈簧固有頻率計(jì)算

        對(duì)于彈簧質(zhì)量不可忽略的彈簧,可以通過(guò)采用瑞利法求解彈簧的等效質(zhì)量。瑞利法—采用能量法,將彈簧的分布質(zhì)量的動(dòng)能計(jì)入系統(tǒng)的總動(dòng)能,仍按單自由度系統(tǒng)求固有頻率的近似方法。

        應(yīng)用瑞利法,首先應(yīng)假定系統(tǒng)的振動(dòng)位形。

        如圖1所示系統(tǒng),假設(shè)彈簧上各點(diǎn)在振動(dòng)過(guò)程中任一瞬時(shí)的位移與1根等直彈性桿在一端固定另一端受軸向力作用下各截面的靜變形一樣。

        圖1 數(shù)學(xué)模型

        依據(jù)胡克定律,各截面的靜變形與離固定端的距離成正比。

        依據(jù)此假設(shè)計(jì)算彈簧的動(dòng)能,式中:meq為彈簧的等效質(zhì)量;ms為彈簧有效圈數(shù)的質(zhì)量;m為運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量,對(duì)于安全閥,包括閥瓣、閥桿、下彈簧座、行程控制環(huán)以及彈簧的部分無(wú)效圈數(shù)(下端并圈)的質(zhì)量;l為彈簧有效圈數(shù)的自由長(zhǎng)度。

        則集中質(zhì)量的動(dòng)能為

        (1)

        (2)

        彈簧的總動(dòng)能

        (3)

        通過(guò)式(1)與式(2)對(duì)比,可以得到

        (4)

        即彈簧等效質(zhì)量為彈簧有效圈數(shù)質(zhì)量的1/3。

        得到系統(tǒng)的總動(dòng)能

        (5)

        系統(tǒng)的勢(shì)能為

        設(shè):x=Acos(ωt-φ)

        由:Tmax=Vmax,可以得到

        (6)

        換算成頻率

        (7)

        2 安全閥彈簧固有頻率仿真分析

        2.1 建立模型

        根據(jù)以上計(jì)算,即彈簧振子的彈簧等效質(zhì)量為彈簧有效圈數(shù)質(zhì)量的1/3。建立以下模型:

        1) 采用SolidWorks建立彈簧的三維模型。

        2) 根據(jù)彈簧的尺寸建立安全閥中支撐彈簧的上、下彈簧座模型。

        3) 由于安全閥的彈簧在起圈處存在并圈,因此在安全閥彈簧中并圈內(nèi)測(cè),繪制1個(gè)3 mm寬的小圓臺(tái),與彈簧施加組合約束,以避免在有限元仿真中并圈的接觸約束。仿真模型如圖2所示。

        2.2 參數(shù)設(shè)置

        將安全閥彈簧模型以x-t模型導(dǎo)入到Ansys中,如圖3所示。

        單元格類(lèi)型:Solid 186 (20節(jié)點(diǎn))

        設(shè)定材料

        密度:7 800 kg/m3

        彈性模量:2.039 2×1011Pa

        泊松比:0.3

        圖2 安全閥彈簧固有頻率仿真模型

        圖3 ansys仿真分析模型

        設(shè)定最大網(wǎng)格長(zhǎng)度:0.008 m,劃分網(wǎng)格如下,得到網(wǎng)格數(shù):119 403。

        2.3 劃分網(wǎng)格及施加約束

        將三維模型在ANSYS中轉(zhuǎn)換為有限元模型如圖4所示。

        圖4 有限元模型

        然后設(shè)定彈簧的約束如下:

        1) 上彈簧座(A53、A9)設(shè)定三個(gè)方向的自由度全約束(UX,UY,UZ)。

        2) 下彈簧座側(cè)法蘭面(A24、A17)設(shè)定X、Y方向約束(UX、UY),即是只有Z方向,單自由度運(yùn)動(dòng)。

        3) 下彈簧座端面(A5、A18)設(shè)定彈簧的預(yù)壓縮量,暫定仍按起跳高度14.5 mm計(jì)算:

        總彈簧力

        F=1 292×(34.94+14.5)=63 877.4 N

        等效至面壓力

        載荷設(shè)置如圖5所示。

        圖5 載荷設(shè)置

        2.4 設(shè)置模態(tài)分析

        分析方法:Block Lanczos

        分析階數(shù):10階

        2.5 分析結(jié)果

        分析結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1 固有頻率分析結(jié)果

        第一階振型:

        圖6 一階振型

        通過(guò)圖6振型可以見(jiàn)到,其中第一階固有頻率31.194 Hz即是彈簧振子的固有頻率。

        3 結(jié)果對(duì)比

        m=Qd+Qb=8.28+15.315=23.595 kg

        ms=Qs=32.44 kg

        式中剛度k=1 410.4 N/mm

        得到頻率

        =32.22 Hz

        由前分析得到彈簧振子固有頻率是:31.194 Hz,理論計(jì)算結(jié)果是32.22 Hz。

        偏差

        計(jì)算結(jié)果符合工程要求。

        4 結(jié) 語(yǔ)

        根據(jù)以上分析結(jié)果可以得出:采用推理公式計(jì)算出的安全閥彈簧固有頻率值和應(yīng)用ANSYS仿真分析模擬出的固有頻率值非常接近,證明仿真分析所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高。在安全閥的設(shè)計(jì)中,應(yīng)用ANSYS有限元數(shù)值模擬的方法來(lái)計(jì)算安全閥彈簧的固有頻率值,可以依據(jù)其結(jié)果對(duì)安全閥進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

        [1] Heuy-Dong Kim, Jun-Hee. A study of the gas flow through a LNG safety valve[J]. Journal of Thermal Science, 2006, 15(4): 355-360.

        [2] 李軍業(yè), 張宗列. 核電閥門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范的探討[J]. 閥門(mén), 2009,38 (6) :32-37.

        LI Junye, ZHANG Zonglie. Discussion of nuclearvalves design specification[J]. Valve, 2009, 38(6): 32-37.

        [3] 周長(zhǎng)寶, 于金超. 基于Simulation的核級(jí)閥門(mén)地震固有頻率分析[J]. 黑龍江科技信息, 2014,18(12): 35.

        ZHOU Changbao, YU Jinchao. Natural frequency analysison nuclear valves when in earthquake based on Simulation[J].HeilongjiangScience and TechnologyInformation, 2014, 18(12): 35.

        Calculation of natural frequency of safety valve springand simulation analysis

        SONG Yixin

        (HE Harbin Power Group Harbin Power Valve Company Limited,Harbin 150066)

        The Rayleigh law and Hooke's law is used to calculate natural ferquencyvalue, then ANSYS is appliedfor finite element analysis bybuilding safety valve spring, model and the natural frequency valuesimulationof safety valve springin the whole process of vibration is performed. By comparing the calculation and simulation analysis results, the variation valuesfrom the simulation analysis resultsarefinallyconfirmed, so as to guide the design and optimization of safety valve spring.

        safety valve; spring; simulation analysis; natural frequency

        2017-04-17。

        宋一新(1966—),男,碩士研究生,從事電站閥門(mén)產(chǎn)品研發(fā)、企業(yè)管理等工作。

        TK264.2

        A

        2095-6843(2017)05-0468-03

        (編輯李世杰)

        猜你喜歡
        圈數(shù)安全閥固有頻率
        一起來(lái)了解風(fēng)向和風(fēng)速吧
        擰緊燃?xì)狻鞍踩y”
        現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定大型水輪發(fā)電機(jī)組軸系的固有頻率
        通過(guò)絞車(chē)鋼絲繩計(jì)算井深
        晨起轉(zhuǎn)腰改善便秘
        安全閥距彎管布置距離的探討
        空中顯示計(jì)數(shù)的跳繩
        鍋爐安全閥在線校驗(yàn)不確定度評(píng)定
        一種新型危險(xiǎn)品液罐車(chē)安全閥
        總溫總壓測(cè)頭模態(tài)振型變化規(guī)律研究
        亚洲国产精品久久久久秋霞影院 | AV无码最在线播放| 春色成人在线一区av| 蜜桃视频无码区在线观看| 伊人色综合九久久天天蜜桃| 日韩亚洲国产av自拍| 中文字幕中文字幕三区| 日韩 无码 偷拍 中文字幕| 日本熟妇色xxxxx欧美老妇| 亚洲色大成人一区二区| 白白色福利视频在线观看| 国产一区二区三区精品免费av| 久久夜色精品国产| 日韩欧美国产亚洲中文| 日产精品毛片av一区二区三区| 国产在线无码精品无码| 国产精品国产午夜免费看福利 | 国产免费av片在线观看播放| 国产精品高清一区二区三区人妖| 久久久精品久久久久久96| 久久人与动人物a级毛片| 亚洲精品理论电影在线观看| 国产亚洲一区二区毛片| 天天做天天添av国产亚洲| 亚洲日韩国产精品第一页一区| 99免费视频精品| 久久这里都是精品99| 日本亚洲欧美色视频在线播放 | 欧美日韩一二三区高在线| 不卡一区二区三区国产| 亚洲国产精品国自产拍性色 | 国产主播一区二区三区蜜桃| 又大又粗又爽的少妇免费视频| 久久av无码精品人妻糸列| 亚洲一区二区三区在线激情| 人妻少妇精品视频一区二区三区l| 久久久久久九九99精品| 亚洲成人免费网址| 日韩一区二区三区天堂| 加勒比东京热一区二区| s级爆乳玩具酱国产vip皮裤|