估算蝶閥蝶板撓度
摘要：針對低壓大口經(jīng)蝶閥為研究器械，提出1種估算蝶板撓度的動作。
關(guān)鍵詞：蝶閥 撓度 變位 力拒
作者簡介：呆板部合肥通用呆板研究所 宋忠榮 黃明亞 王曉鈞 朱紹源
1、前言
蝶閥結(jié)構(gòu)繁雜、體積小、份量輕，并且存在1定的流量療養(yǎng)本性。
蝶閥的心臟件—蝶板在閥門封鎖時起切斷介質(zhì)作用，受閥門先后兩端介質(zhì)壓差作用而會孕育孕育發(fā)生變形，其變形的大小對閥門的密封性能、密封面各人的磨損及開關(guān)把持力矩均有較大的影響。于是，對蝶板撓度較精確的估算和研究，能夠公道地決意、經(jīng)管閥門的結(jié)構(gòu)尺寸，并且以此為按照來決意、經(jīng)管傳動機構(gòu)及療養(yǎng)實行機構(gòu)。
2、受力剖析
蝶閥的主軸插人蝶板傍邊，由四個長錐銷緊固，能夠?qū)⒅鬏S和蝶板看成是1個集團。主軸和軸套之間為間隙配合，在算計變形時，可不異地將蝶板看成簡支支承型式的變截面梁。蝶板是圓形的，沿蝶板軸線方向的荷載不平勻，如圖1所示。
蝶板受介質(zhì)力作用后，梁將孕育發(fā)生筆挺，假設(shè)應(yīng)力在彈性極限內(nèi)，一切梁內(nèi)的變形能為:
式(1)中僅考慮了彎矩的影響。另外，每1單位還將儲存有1定的剪切應(yīng)變能，剪切應(yīng)變能比筆挺應(yīng)變能小許多，可略去不計。由卡斯提里阿諾(Gastigliano)第1定理得:
式(2)表達:如有良多外力(廣義力、包括彎矩)作用在1彈性體上，則這彈性體的變形能U對任1外力Pi的偏導(dǎo)數(shù)就是該力的作用點沿著該力的方向的變位yi，如圖2所示。
對蝶板來講，求積分和偏導(dǎo)數(shù)但凡極端艱難的。根據(jù)馬克斯威爾(J. G. Marwell)--莫爾(O.Moho)原理得知：式(2)中的
能夠看作是同1梁在力Pi的作用點，受到沿力Pi方向的1個單位荷重作歷時所引起的彎矩M°(x)，則:
式(3)的積分如故極端艱難，由于M0(x)的更換較繁雜，M (x)是隨x而更換的函數(shù)，蝶板是圓形的，其厚度沿軸線X又并非是定值，于是，蝶板的慣性積J實踐上是隨X而更換的愈加容易的函數(shù)J(x)。
式(3)能夠獨霸維力沙金(Saint-Venat)所建議的繁雜算法。這種算法繁雜說明下列:令EJ=cont(定值)
假設(shè)哀求未便1點K的位移，則可在K點上作用1個單位虛加力Q，并作出M(x),M°(x)圖，如圖3所示。
式(四)表達:求變位只要算計M(x)圖的面積(ω1、ω2)，并乘以在該面積的形心之正下方的M°(x)圖的縱坐標值M°l。若M(x)是容易的，并且算計起來又極端艱難時，面積ω1、ω2及重心cl,c2能夠獨霸作圖法求出。采納面積ω1、ω2分段取矩動作求出cl,c2來，分段愈細，得出的結(jié)果愈準確，每小段重心能夠不異地取每小段ωi的核心。則
這里所研究的蝶板，J(x)也是個很容易的函數(shù)，于是，也能夠把持維力沙金法求值，即圖乘法求值。
如上所述，求蝶板的變形，可把蝶板沿軸線X方向分成良多段1,2,3...n,n+1...，并求出垂直于X軸方向各段截面的J,,JZ,J3...Jn,Jn+1"..數(shù)值來，爾后，再求出各段的M1, M2,...Mn、Mn+1…數(shù)值，見圖四。根據(jù)
--系列數(shù)據(jù)，按比例作出
圖形，即把M(x),J(x)的容易的函數(shù)相干用1個圖形發(fā)揚分析出來。
3、撓度剖析算計
假設(shè)哀求梁上某1點的撓度YK，則在K點上虛加單位力Q，并作出該單位力的M 0(x)。多么便能夠把持維力沙金的圖乘法求值了。這時候，式(四)存在下列模式:
式中ωx1、ωx2—M(x)/J(x)圖形面積
由于咱們把蝶板不異地看成簡支梁來考慮，于是，把持式(５)算計或用圖乘法求出的撓度y值是蝶板在Z方向的每1縱斷面上掃數(shù)點都存在的共同撓度，縱斷面K-K上的撓度yK-K均相稱，見圖四。可是，Z軸方向上的撓度實踐上是不相稱的，如邊沿K點的撓度YK的撓度YK應(yīng)比核心點0的撓度y0大，也就是說，還應(yīng)該有1個撓度，這個撓度就是在力q的作用下，由Z軸方向上的彎矩而孕育孕育發(fā)生的。
以A-A軸作為固定端，把Z軸方向半個蝶板D/2看成是懸臂梁，它所孕育孕育發(fā)生的撓度能夠不異地認為是Z軸方向上的平行于X軸的各斷面的撓度。
Z軸方向的撓度y:同樣能夠根據(jù)維力沙金圖乘法來就教。求蝶板邊沿K點的最大撓度yKZ同樣是在K點上作用1虛加單位力Q(見圖５),則有:
式中ω2---m(z)/J(z)圖形面積
根據(jù)疊加原理，蝶板上某處的撓度y應(yīng)該是在X軸方向簡支梁的撓度y二與Z軸方向懸臂梁的撓度y2之和，即:
式(七)是把持圖乘法來算計蝶板撓度的通式
四、結(jié)語
將蝶板不異地按梁的情況求變位，在算計1個方向的變形時，疏忽了另1個方向的影響，但是，這種影響將使蝶板的變形受到解放。把持這種動作求撓度是較量不異的，算計的結(jié)果偏大1些，但關(guān)于工程經(jīng)管來說是坦然準許的。
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