發(fā)布時間：2020-11-13 08:05

　　 隨著核電行業(yè)的快速發(fā)展,核級閥門的市場需求規(guī)模不斷擴大。核級球閥流阻系數小、結構緊密可靠及口徑變化范圍廣,因此在核電行業(yè)中得到了廣泛應用。國內閥門企業(yè)在核級球閥設計開發(fā)中對現(xiàn)有設計資源利用率較低,并且基于CAE技術核級球閥抗震性能仿真技術門檻相對較高,因此核級球閥開發(fā)周期長,設計效率低。本文針對企業(yè)在核級球閥設計過程中存在的問題,基于企業(yè)現(xiàn)有圖紙,結合參數化模塊化技術和有限元仿真及其二次開發(fā)技術,研究核級球閥快速設計與抗震性能評估技術,定制核級球閥性能評估流程,并開發(fā)核級球閥產品設計與評估軟件,以提高產品設計與研發(fā)的效率與質量。首先分析了快速設計需求,研究了核級球閥快速設計關鍵技術,即模塊劃分和建立、變型設計及參數驅動設計原則,并開發(fā)了核級球閥快速設計軟件。然后,基于ASME規(guī)范,研究了核級球閥抗震性能評估技術,并根據核級閥門結構特點,提出核級閥門結構自振頻率分析的等效模型,在保證計算精度的前提下,提高了自振頻率計算效率;研究了連接方式的建模方法對結構自振頻率影響規(guī)律,認為對于軟連接而言,僅用螺栓連接模型而不考慮被連接面粘連的方式可以提高計算精度;建立了軸對稱密封比壓計算模型,提高了計算效率,并通過理論和仿真值對比,驗證了建模方法的準確性。進而,基于Femap二次開發(fā)技術以及Visual Basic語言,定制了核級球閥性能評估流程,開發(fā)了核級球閥性能輔助評估軟件,不僅降低了仿真技術的使用門檻,而且大幅提高了仿真建模的效率;最后基于核級球閥快速設計和性能評估軟件,通過對DN100核級球閥的設計與性能評估,驗證了提出的快速設計與性能評估技術的有效性。本文的研究工作運用于企業(yè)設計核級球閥過程中,可以提高產品設計效率,縮短開發(fā)周期,提高產品質量,增強國內閥門企業(yè)市場競爭力,加快核級閥門國產化進程。
【學位單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM623
【部分圖文】：

杭州電子科技大學碩士學位論文2 國內外研究現(xiàn)狀概述2.1 核級球閥簡介核級球閥是指應用于核電領域的球閥。其設計制造過程中，在材料選擇、設計原標準苛刻程度都高于常規(guī)的球閥。球閥是一種借助執(zhí)行機構驅動啟閉件（球體）來全關或全開的閥門[7, 8]，其中球體最大旋轉角度為 90 度，球閥整體主要組成部分座、閥桿以及執(zhí)行機構（驅動裝置）。常用的球閥從不同分類角度劃分，可分為不同形式種類。從球體形式上可分為浮固定球閥，其中浮動球閥球體呈“浮動”狀態(tài)，適用于小口徑、中低壓場合，結構 1.1 所示；固定球閥球體是和閥桿連為一體，球體是“固定”狀態(tài)，適用于大口徑9],結構簡圖如圖 1.2 所示。從閥體結構組成方式可分為單閥體式、對開式、頂裝式，其中對開式和組合式由于加工方便、單件部分質量較輕，故在工業(yè)中較為廣泛[1

杭州電子科技大學碩士學位論文2 國內外研究現(xiàn)狀概述2.1 核級球閥簡介核級球閥是指應用于核電領域的球閥。其設計制造過程中，在材料選擇、設計原標準苛刻程度都高于常規(guī)的球閥。球閥是一種借助執(zhí)行機構驅動啟閉件（球體）來全關或全開的閥門[7, 8]，其中球體最大旋轉角度為 90 度，球閥整體主要組成部分座、閥桿以及執(zhí)行機構（驅動裝置）。常用的球閥從不同分類角度劃分，可分為不同形式種類。從球體形式上可分為浮固定球閥，其中浮動球閥球體呈“浮動”狀態(tài)，適用于小口徑、中低壓場合，結構 1.1 所示；固定球閥球體是和閥桿連為一體，球體是“固定”狀態(tài)，適用于大口徑9],結構簡圖如圖 1.2 所示。從閥體結構組成方式可分為單閥體式、對開式、頂裝式，其中對開式和組合式由于加工方便、單件部分質量較輕，故在工業(yè)中較為廣泛[1

針對典型企業(yè)對核級球閥新產品開發(fā)效率較低問題，基于企業(yè)中現(xiàn)結合參數化模塊化技術，定制了核級球閥快速設計流程，進而對核級立變型設計以及參數驅動設計原則研究，最后開發(fā)了核球球閥快速設，基于 ASME 標準的結構抗震分析規(guī)范和核級球閥結構強度評估方級球閥進行抗震性能評估；然后研究了結構自振頻率分析的等效模型效模型的有效性進行驗證；進而研究了結構連接特性對于結構頻率分于軸對稱模型研究球閥密封比壓。，針對核級球閥的仿真過程建模過程繁瑣以及設計工程師無法直接利估問題，首先確定結構仿真內容和仿真流程，并基于 Femap 的二次開級球閥性能評估輔助分析軟件，以提高核級球閥性能評估效率。，基于核級球閥快速設計和性能評估軟件，對 DN100 核級球閥進行實核級球閥快速設計與性能評估技術的有效性。，對本文研究內容進行總結，并提出本文研究過程中的不足以及存在究方向進行展望。究技術路線如圖 1.3 所示。
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 徐小杰;程覃思;;我國核電發(fā)展趨勢和政策選擇[J];中國能源;2015年01期

2 沈佳輝;林鋒;何琰;劉龍;;核級手動偏心球閥抗震分析[J];機電工程技術;2014年11期

3 張昊;劉立勝;劉齊文;;面向對象有限元分析流程自動化系統(tǒng)框架設計[J];固體力學學報;2014年S1期

4 王忠誠;沈明啟;;核電閥門的技術現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J];科技創(chuàng)新與應用;2013年19期

5 劉洋;倪威;蔚海文;;基于ABAQUS的高壓球閥球體有限元分析[J];機床與液壓;2013年04期

6 施業(yè)壽;;核電閥門國產化分析[J];閥門;2013年01期

7 朱樂堯;翟歡樂;;閥門核級氣動執(zhí)行機構抗震分析[J];閥門;2012年06期

8 雷吉平;鄂加強;陳健美;張銀;曾恩齊;陳浩澤;劉浩;郭林;粟鍵鑫;;新型雙向硬密封旋球閥密封性能的有限元分析[J];中南大學學報(自然科學版);2012年04期

9 王偉;;核安全二級氣動球閥力學分析[J];核動力工程;2012年02期

10 楊小軍;張希恒;葉旭強;;核級閘閥基頻模態(tài)分析和試驗測定[J];閥門;2012年01期

相關博士學位論文 前2條

1 劉匯源;硬密封高溫耐磨球閥關鍵技術研究[D];浙江大學;2008年

2 魏珅;機械產品快速設計與制造系統(tǒng)研究[D];中國科學技術大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 汪玉鳳;高溫高壓球閥啟閉過程強度剛度及摩擦特性分析與研究[D];蘭州理工大學;2016年

2 雷永強;高溫高壓球閥的熱力耦合分析與研究[D];蘭州理工大學;2016年

3 余晗;基于HyperWorks參數化CAE流程自動化平臺研究與開發(fā)[D];合肥工業(yè)大學;2016年

4 張世友;乘用車懸架CAE分析及流程自動化[D];重慶理工大學;2016年

5 蓋彥龍;基于MBD的閥門產品快速設計技術與應用系統(tǒng)研究開發(fā)[D];河北科技大學;2015年

6 余超杰;筒倉結構強度有限元自動建模分析[D];河南工業(yè)大學;2015年

7 肖定浩;煤化工金屬球閥主密封結構密封性能研究[D];浙江理工大學;2015年

8 金鑫;機械產品參數驅動模塊化設計技術研究[D];國防科學技術大學;2013年

9 王超;面向汽車設計的CAE流程自動化系統(tǒng)開發(fā)及結構優(yōu)化研究[D];湖南大學;2013年

10 譚宇思;支持快速設計的注塑機產品設計平臺的設計、開發(fā)和應用[D];浙江大學;2012年

本文編號：2881959