对接焊截止止回阀的结构设计与抗冲击分析与抗震分析毕业论文.docx

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对接焊截止止回阀的结构设计与抗冲击分析与抗震分析毕业论文

对接焊截止止回阀的结构设计与抗冲击分析与抗震分析毕业论文

1前言6

2截止阀的总体设计方案16

3截止阀的有限元分析21

4总结43

参考文献44

致谢46

1前言

阀门作为一个流体输送的组件，随着国民经济，特别是国家煤化工产业和装备制造业的发展，对阀门提出新的要求:

高温、高压、耐磨、耐腐蚀、耐冲刷、抗热循坏和零泄漏。

这样，阀门将获得快速发展。

根据对中国海关统计，2005年阀门出口总额为7.60亿美元。

预测2010年阀门出口总额为20.09亿美元。

2005午，进口总额22.59亿美元。

预侧2010年阀门进口总额为36.32亿美元。

中国国家统额）。

预侧2010年阀门的总需求量为114.60亿美元。

统计局统计2005年国内对阀门的总需求量为61.69亿美元（国内销售收人+进口额-出口

1.1截止阀的简介

近15年来，中国经济高速、持续、稳定的发展，使国家处在工业化的中期。

一方面显示对装备机械的旺盛需求;提出了振兴装备制造业的战略目标。

另一方面，在国力增强的同时，提出建“资源节约型、环保型”社会的理念:

作为制定“十一五”规划的主要依据。

为此，必须全面落实科学发展观，依靠科技学技术，通过经济结构调整、企业整合、扩大经营规模，使国民经济获得一个深层次的发展，在“十一五”规划纲要中，明确提出:

2支持煤化产业发展开发煤基液体燃料，有序推进煤炭液化示范工程建设，促进煤炭探度加速转化。

发展大型煤化工成套设备、煤炭液化、秸杆汽化和煤制烯烃等设备，促使煤化工产业进人规范发展的轨道。

3振兴装备制造业，重点发展大型抽水蓄能发电机组、百万千瓦核电机组、新型发电技术装备、超临界燃气一蒸汽联合循环发电设备、百万吨级大型乙烯成套设备、石油天然气长输管线和500万级煤制油成套设备等。

阀门作为一个流体输送的组件，随着国民经济，特别是国家煤化工产业和装备制造业的发展，对阀门提出新的要求:

高温、高压、耐磨、耐腐蚀、耐冲刷、抗热循坏和零泄漏。

这样，阀门将获得快速发展。

根据对中国海关统计，2005年阀门出口总额为7.60亿美元。

预测2010年阀门出口总额为20.09亿美元。

2005午，进口总额22.59亿美元。

预侧2010年阀门进口总额为36.32亿美元。

中国国家统额）。

预侧2010年阀门的总需求量为114.60亿美元。

计局统计2005年国内对阀门的总需求量为61.69亿美元（国内销售收人+进口额-出口。

3.1.1国内外发展趋势与研究方向

我国阀门工业起步较晚。

在20世纪60年代开始研制单座阀，双座阀等产品，主要是仿制前苏联的产品。

由于机械工业落后，机械加工精度低。

70年代开始，随着工业生产规模的扩大，工业过程控制要求的提高，一些控制阀产品已不能适应生产过程控制的要求，例如对高压力，高压降，低温，高温和腐蚀等介质的控制要求。

为此，一些石油室友化工企业在引进设备的同时，也引进了一些控制阀，例如带平衡芯的套筒阀，偏心旋转阀等，位国内的控制阀制造厂商指明了开发方向。

因此，70年代后期，一些制造厂已开始仿制偏心旋转阀等产品。

80年代开始，随着我国改革开放政策的贯彻和落实，一些控制阀制造厂引进了国外著名控制阀门厂商的技术和产品，使我国控制阀产品的品种和质量得到明显提高。

21世纪初，采用现场总线技术的控制阀产品问世，国外一些现场总线的控制阀和相关的产品，例如智能阀门定位器等，开始在国内一些新建工程中的应用，国外一些厂商也开始研制有关产品。

目前已能生产门类齐全阀门12大类，3000多个型号，4000多个规格的阀门产品，广泛应用与人民生活，工农业生产，海洋石油，油气，运输，城市建设，航天技术和核工业中，产品质量不断提高，使用寿命越来越长，阀门维修期已从过去的几个星期延长到1年半以上，合格品率达90%以上，阀门长期存在的“一跑二漏”现象已有明显好转；工艺装备水平不断进步，无论机加工和热加工工艺都已引进国外先进技术。

国外通用阀门技术水平较高，发展部速度快，主要表现在：

阀门向大型化，高参数化，自动化和成套化方向发展，产品系列不断增加，新产品质量水平高，密封可靠，寿命长；法恩研究专业化，拥有研究专业化，拥有科研测试基地，可以进行热态性能，耐磨，抗震，防火，可靠性等多种实验，可以对产品进行多方面性能测试。

国外市场近几年十分活跃，竞争相当激烈，东亚和东南亚的阀门进出口增长迅速，北美的欧共体等发达国家的市场贸易持续发展，德国，意大利，日本，中国等国家和地区的出口扩大，美国，英国，法国等国家出口的高速增长，形成了国际阀门市场繁荣的支撑点，再者由于世界经济进一步国际化，跨国公司将不断推动国际阀门市场的发展国际贸易地区优势化势必成为另一大特点。

目前，尽管我国阀门行业各生产厂家正逐步加大科研和开发力度，但产品技术上的落伍，使得竞争不得力，生产的阀门品种仅能满足市场需求的70%左右。

短缺的低压大口径阀门及产需矛盾在品种和材质上的高中低压阀门，还有待开发的新产品，都需要我国阀门企业去研究，开发拓展。

市场的竞争，永远是优胜劣汰。

加快产品结构的调整，技术的更新，新品的开发，品牌的创立等等是企业自身生产，发展，占领国内外市场的根基。

3.1.2阀门的分类

1.阀门的种类繁多，随着各类成套设备工艺流程的不断改进，阀门的种类还在不断增加。

但总的来说可分为两大类。

（1）自动阀门。

依靠介质（液体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。

如安全阀、减压阀、止回阀、蒸汽疏水阀、空气疏水阀、紧急切断阀等。

（2）驱动阀门。

借助手动、电力、液力或气力来操纵启闭的阀门。

如闸阀、截止阀、节流阀、调节阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。

阀门依靠自动或驱动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小，以实现启闭、控制功能。

2.按结构特征，即根据关闭件相对于阀座的移动方向可分为：

（1）截门形：

关闭件沿着阀座的中心线移动。

（2）闸门形：

关闭件沿着垂直于阀座中心线的方向移动

  （3）旋塞和球形：

关闭件是柱塞或球体，围绕本身的轴线旋转。

  （4）旋启形：

关闭件围绕阀座外的轴线旋转。

  （5）蝶形：

关闭件为一圆盘，围绕阀座内的轴线旋转（中心式）或阀座外的轴线旋转（偏心式）。

  （6）滑阀形：

关闭件在垂直于通道的方向上滑动。

3.按阀门的用途不同可分为：

（1）切断用：

用来切断（或接通）管路中的介质。

如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀等。

（2）止回用：

用来防止介质倒流。

如止回阀。

（3）调节用：

用来调节管路中介质的压力和流量。

如调节阀、减压阀、节流阀、蝶阀、V形。

（4）分配用：

用来改变管路中介质流动的方向，起分配介质的作用。

如分配阀、三通或四通旋塞阀、三通或四通球阀等。

 （5）安全用：

用于超压安全保护，排放多余介质，防止压力超过规定数值。

如安全阀、溢流阀,开口球阀、平衡阀等。

（6）其他特殊用途：

如蒸汽疏水阀、空气疏水阀、排污阀、放空阀、呼吸阀、排渣阀、温度调节阀等。

4.按操纵方式，即根据启闭、调节时不同的操纵方法可分为：

（1）手动：

借助手轮、手柄、杠杆或链轮等，由人力来操纵的阀门。

当需传递较大的力矩时，可装有圆柱直齿轮、圆锥直齿轮、蜗轮蜗杆等减速装置。

（2）电动：

用电动机、电磁阀或其他电气装置操纵的阀门。

 （3）液压或气压传动：

借助液体（水、油等液体介质）或空气操纵的阀门

5.按阀门的公称压力可分为：

（1）真空阀：

公称压力低于标准大气压的阀门。

绝对压力小于0.1MPA的阀门,习惯上常用毫米水柱‘mmH2O。

’或毫米汞柱（mmHg）表示阀门的公称压力。

（2）低压阀门：

公称压力PN≤1．6MPa的阀门。

（3）中压阀门：

公称压力PN2.5～6.4MPa的阀门。

（4）高压阀门：

公称压力PN10.0～80.0MPa的阀门。

（5）超高压阀门：

公称压力PN≥IOOMPa的阀门。

6.按介质工作温度分为：

（1）超低温阀：

t<-100℃的阀门。

（2）低温阀：

-100C≤f≤-40℃的阀门。

（3）常温阀：

-40℃≤f≤120℃的阀门。

（4）中温阀：

120。

C≤f≤450℃的阀门。

（5）高温阀：

t>450℃的阀门。

7.按阀体材料分为：

（1）非金属材料阀门：

如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门等。

（2）金属材料阀门：

如铜合金阀门、铝合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门、不锈钢阀门等。

（3）金属阀体衬里阀门：

如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬橡胶阀门、衬搪瓷阀门等。

8.按公称通径分为：

（1）小口径阀门：

公称通径DN≤40mm的阀门。

（2）中口径阀门：

公称通径DN50-300mm的阀门。

（3）大口径阀门：

公称通径DN350-1200mm的阀门。

（4）特大口径阀门：

公称通径DⅣ≥l400mm的阀门。

9.按与管道连接的方式分为：

（1）法兰连接阀门：

阀体上带有法兰，与管道采用法兰连接的阀门。

（2）螺纹连接阀门：

阀体上带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接的阀门。

（3）焊接连接阀门：

该种连接方式分承插焊连接与对接焊连接。

阀体上带有焊口与坡口，与管道采用焊接连接的阀门。

（4）夹箍连接阀门：

阀体上带有夹口，与管道采用夹箍连接的阀门。

（5）卡套连接阀门：

采用卡套与管道连接的阀门。

4截止阀的分类

根据截止阀的通道方向，分为：

（1）直通式截止阀

（2）直流式截止阀：

在直流式或Y形截止阀中，阀体的流道与主流道成一斜线，这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小，因而通过阀门的压力损失也相应的小了。

（3）角式截止阀：

在角式截止阀中，流体只需改变一次方向，以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截止阀小。

图1.1三类截止阀剖视图

（4）柱塞式截止阀：

这种形式的截止阀是常规截止阀的变型。

在该阀门中，阀瓣和阀座通常是基于柱塞原理设计的。

阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接，密封是由套在柱塞上的两个弹性密封圈实现的。

两个弹性密封圈用一个套环隔开，并通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。

弹性密封圈能够更换，可以采用各种各样的材料制成，该阀门主要用于“开”或者“关”，备有

特制形式的柱塞或特殊的套环，也可以用于调节流量。

11.根据截止阀阀杆上螺纹的位置可分：

（1）上螺纹阀杆截止阀：

截止阀阀杆的螺纹在阀体的外面。

其优点是阀杆不受介质

（2）下螺纹阀杆截止阀：

截止阀阀杆的螺纹在阀体内。

这种结构阀杆螺纹与介质直接接触，易受侵蚀，并无法润滑。

此种结构用于小口径和温度不高的地方。

侵蚀，便于润滑，此种结构采用比较普遍。

图1.2截止阀实体图

4.1截止阀的用途和主要性能

4.1.1截止阀的用途和结构特点

1.截止阀的用途

截止阀是利用阀瓣（截止阀的关闭件叫阀瓣）沿着瓣座（阀座）通道的中心线移动，来控制管路启闭的一种闭路阀。

可用于大部分介质流程系统中。

已研制出满足石化、电力、冶金、城建、化工等部门各种用途的多种形式的截止阀。

截止阀一般适用于各种压力及各种温度条件下，在规定的标准范围内，输送液体和气体介质，但不适用于输送含有固体沉淀或析出晶体的液体。

在低压管路中截止阀也可用来调节管路中介质的流量。

截止阀的使用极为普遍，但由于开启和关闭力矩较大、结构长度较长，通常公称通径都限制在250mm以下，也有到400mm的，但选用时需特别注意进出口方向。

一般15Omm以下的截止阀介质大都从阀瓣的下方流入，而2O0mm以上的截止阀介质大都从阀瓣的上方流入。

这是考虑到阀门的关闭力矩所致。

由于受到结构的限制，截止阀的公称通径在250mm以下。

若是在介质压力较高和流速较大的管路上，其密封面会很快磨损。

因此需调节流量时，必须用节流阀。

为了减小开启或关闭力矩，一般2O0mm以上的截止阀都设内旁通或外旁通阀门。

2.截止阀的结构特点

（1）截止阀的基本结构（通用）

①．壳体：

高分子聚合材质

②．操作按钮

③．旋钮手柄：

高分子聚合材质

④．安全薄片:

不锈钢

⑤．锁定装置

⑥．活塞杆

⑦．顶盖

⑧．端板

⑨．阀芯

⑩．底座盖

⑪．阀芯弹簧

⑫．密封圈

（2）截止阀的特点

①截止阀具有以下优点：

结构简单，制造和维修比较方便。

工作行程小，启闭时间短。

密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长。

②截止阀的缺点如下：

流体阻力大，开启和关闭时所需力较大。

不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。

调节性能较差。

4.1.2截止阀的主要标准和主要性能

5截止阀的主要标准

1．GB12233-89  《通用阀门 铁制截止阀与》

2．GB12235-89  《通用阀门 法兰连接钢制截止阀与升降式止回阀》

3．JB/T53174-94  《截止阀  产品质量分等》

4．JB/T53165-92  《高压平衡截止阀  产品质量分等》

5．GB/T587-93  《船用法兰青铜截止阀》

6．GB/T590-93  《船用法兰铁制截止阀》

7．GB8464-87  《内螺纹连接闸阀、截止阀、止回阀  通用技术条件》

8．GB8465.2-87  《内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀  基本尺寸  铁制截止阀》止回阀球阀升降式止回阀

图1.3截止阀型号编制说明

2.截止阀的主要性能

1.与比较，调节性能较好，但因阀杆不是从手轮中升降，不易识别调节量大小；

2.流阻较闸阀、球阀、大；

3.密封面较闸阀少；  

4.密封性一般比闸阀差，对含有机械杂质的介质，关闭阀门时，易损伤密封面；

5.价格比闸阀便宜；

6.适用于蒸汽介质；不宜用于黏度较大，带颗粒、易结焦、易沉淀的介质；旋塞阀闸阀；

5.1.1截止阀的工作原理和选用原则

6截止阀的工作原理

截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。

当介质由阀瓣下方进入阀门时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。

近年来，从自密封的阀门出现后，截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔，这时在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减少。

同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。

我国阀门“三化给”曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下。

2.截止阀的选用原则

1.高温、高压介质的管路或装置上宜选用截止阀。

如火电厂、核电站，石油化工系统的高温、高压路上。

2.管路上对流阻要求不严的管路上。

即对压力损失考虑不大的地方。

3.小型阀门可选用针阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等。

4.有流量调节或压力调节，但对调节精度要求不高，而且管路直径又比较小，如公称通经≤50mm的管路上，宜选用。

5.合成工业生产中的小化肥和大化肥宜选用公称压力PN160公称压力16MPa或PN320公称压力32MPa的高压角式截止阀或高压角式节流阀。

6.氧化铝拜耳法生产中的脱硅车间、易结焦的管路上，易选用阀体分开式、阀座可去处的、硬质合金密封副的直流式截止阀或直流式节流阀。

7.城市建设中的供水、供热工程上，公称通经较小的管路，可选用截止、平衡阀或柱塞阀，如公称通经小于150mm的管路上。

最明显的优点是：

在开启和关闭过程中，由于阀瓣于阀体密封面间的摩擦力比闸阀小，因而耐磨。

开启高度一般仅为阀座通道直径的1/4，因此比闸阀小的多。

通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面，因而制造工艺性比较好，便于维修。

公称压力或压力级：

PN1.0-16.0MPa、ANSICLASS150-900、JIS10-20K公称通径或口径：

DN10～500、NPS1/2～36"连接方式：

法兰、对焊、螺纹等适用温度：

-196℃～700℃驱动方式：

手动、伞齿轮传动、气动、电动、液动、气液联动、电液联动阀体材料：

WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8（304）、CF3（304L）、CF8M（316）、CF3M（316L）、Ti。

选用不同的材质，可分别适用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介质、尿素等多种介质。

7截止阀的总体设计方案

阀门作为管道系统中的一个重要组成部分，应保证安全可靠地执行管道系统对阀门提出的使用要求。

因此，阀门设计必须满足工作介质的压力，温度,腐蚀，流体特性以及操作，制造，安全，维修等方面对阀门提出的全部要求。

7.1阀体的总体设计

7.1.1阀体设计的基本内容

阀体设计的基本内容有：

1.确定阀体材料

根据工作介质的性质确定合适的材料，保证材料具有足够的耐腐蚀性，并具有可靠地强度和刚度。

2.确定阀体的制造方法及结构形式

根据阀门的总体设计，安装要求和材料工艺性能确定阀体的制造方法及结构形式。

3.确定阀体的结构长度和链接尺寸

根据阀门的流通能力和流体洗漱要求，确定合适的工作介质流动通道。

7.1.2阀体的结构设计

1.阀体结构设计与计算内容包括以下内容：

（1）阀座密封结构设计与计算；

（2）阀体与阀盖连接和密封结构设计与计算；

（3）启闭件导向结构设计；

（4）增强阀体的强度，刚度的结构设计；

2.阀体厚壁的设计与计算。

由于阀门有多种类型，同类型的阀门结构形式又分成许多类别，因此，阀体的形状千变万化，尽管如此，由于阀体在受力和功能方面基本相似，故在结构上也有共性，再次将介绍阀体结构设计中最具代表性的截止阀的结构设计。

图2.1截止阀阀体

截止阀阀体结构设计的原则适用于节流阀，调节阀，安全阀，减压阀，柱塞阀及止回阀等阀体的结构设计。

3.阀体的流道

截止阀阀体的流道为直流式，如图2.2

图2.2直流式阀体流道形式

阀体流道设计的原则如下：

（1）阀体端口必须为原型，介质流道应尽可能设计成直线形或流线形。

尽可能避免介质流动方向的突然改变和通道形状和截面积的急剧变化，以减少流体阻力，腐蚀和冲蚀。

（2）在直通式阀体设计时应保证通道喉部的流通面积至少等于阀体端口的截面积。

（3）阀座直径不得小于阀体端口直径的90%。

（4）直流式阀体设计时，阀瓣启闭轴线与阀体流道出口断线的夹角通常为45度到60度。

锻造阀体一般都用于小口径阀门，特别是由于公称通径小于或等于50mm的高温，高压阀门。

锻造阀体的优点是质量能保证，组织致密，表面质量较好。

其缺点是由于流道孔采用机械加工制成，在孔与孔的过渡区会产生锐角过渡面，造成流阻大，易产生紊流，介质对阀体侵蚀打；锻件截面相比较不均匀性更大，因此在厚壁处所产生的热应力很大（特别是高温场合），常会在流道的锐角处发生开裂，并且锻造阀材料利用率较低。

7.2阀盖的总体设计

7.2.1阀盖设计的基本内容

阀盖是阀门中承受压力的重要零件之一。

阀盖在使用过程总承受着介质压力，温度，冲蚀和腐蚀等因数的影响。

阀盖的主要内容有：

1）作为工作介质的流动通道：

2）承受工作介质压力，温度，冲蚀和腐蚀：

3）在阀盖底端设置一个通孔，用以容纳阀瓣：

4）承受阀瓣启闭冲击压力和在使用过程中因温度变化，冲

蚀，水机等影响所产生的附加冲击压力。

阀盖设计的基本内容：

（1）确定止回阀阀盖的材料：

本阀门确定采用的材料是WCB（碳钢）。

它具有足够的耐腐蚀性，并具有可靠地强度和刚度。

（2）确定止回阀阀盖的制造方法：

根据阀门的总体设计，安装要求和材料工艺性能确定阀体的制造方法为铸造。

其优点是有质量保证，组织致密，表面质量较好。

（3）确定阀盖的结构长度：

根据阀门阀体的相关数据

图2.3截止阀阀盖（低压）

7.2.2阀盖的结构设计

在各种不同类型的阀门中，通常是有阀盖和阀体共同组成“承压壳体”，按照阀盖与阀体不同的链接型式分类，阀盖可以分为：

法兰式阀盖，自紧式阀盖，螺纹式阀盖等，本设计采用自紧式阀盖。

阀盖通常分为整体式阀盖和分离式阀盖。

整体式阀盖不但作为承压壳体的一部分，还与阀杆链接作为阀杆的支架，整体式阀盖通常用于中小口径的阀门。

大口径阀门的阀盖通常分为两部分，与阀体链接的部分称为分离式阀盖，与阀杆螺母链接的部分称为支架。

图2.4截止阀阀盖（高压）

7.3总结

截止阀主要由阀体、阀瓣、阀盖、阀杆、锁紧螺母、阀杆螺母、手柄等部件构成。

其结构如图2.5所示。

图2.5截止阀结构图

8截止阀的有限元分析

8.1截止阀设计工况分析

8.1.1有限元计算原理

有限元法实质是先将结构（连续体）分割成数目有限的小单元体（单元），这些小单元体彼此间只在数目有限的指定点（节点）互连，用这些小单元体组成的集合体来代替原来的结构。

按静力等效原理分配到单元节点的外载荷构成等效节点力，并按结构实际约束情况决定约束节点的约束。

按弹性力学的虚功原理建立起单元节点力与节点位移之间的关系，最后，把全部单元的节点力与节点位移之间的关系组集起来，构造成一组以结构位移为未知量的代数方程组，就可求得结构上有限个离散节点的各位移分量。

再按单元的几何方程和物理方程求得各单元的应变和应变分量。

求解由单元集合而成的单元方程组，根据约束条件，消去节点位移为零的方程，再由最后的代数方程组就可求出结构上有限个离散节点的各位移分量。

求得了结构各节点的位移分量后，根据单元的几何方程和物理方程可求出各单元应力。

具体计算公式如下：

单元平衡微分方程：

（1）

根据有限元法的假设，可以得到的几何方程为：

（2）

式中

、

代表x，y方向的曲率，

代表x，y方向的扭率。

定义{X}为：

（3）

则其几何方程为：

（4）

物理方程为：

（5）

先求出位移后，利用（5）式就可以求出应力。

8.1.2截止阀有限元计算模型的简化

在系统中，截止阀是重要组成部件，因此要对其进行详细地应力分析和评定。

但是从上面的结构图上分析，尽管它们都具有尺寸小、重量轻的特点，但内部结构和压力边界部分几何形状相当复杂，为了保证有限元计算的有效性和合理性，故在建立截止阀的计算模型时，需要对结构和力学模型做一些必要的简化。

1.模型简化

结构中对整个结构的应力没有影响的垫片及结构上的倒角进行了简化。

2.约束简化

十种型号的截止阀在进行有限元分析时，阀座的底端及螺栓孔处的节点六个自由度全被约束（X，Y，Z方向的移动和X，Y，Z方向的转动）。

8.1.3有限元模型网格划分

在有限元计算过程中，截止阀均采用了十节点四面体三维单元，共划分194235个单元，26014个节点。

有限元网格模型如图3.1所示。

图3.1截止阀有限元模型图

8.1.4截止阀设计工况计算要求

根据计算任务书的要求，设计工况下截止阀应力分析计算内容如下：

截止阀的静强度分析，重要零件阀瓣、阀体、阀座、阀盖的应力分析。

8.1.5截止阀设计工况载荷

在设计工况中截止阀主要承受三种基本载荷。

它们是自重、设计压力和设计温度。

设计工况载荷如表3.1所示。

有限元计算模型如图3.2所示。

表3.1截止阀设计工况载荷

设计压力（MPa）

设计温度（℃）

自重

17.2

100

1g

图3.2截止阀设计工况模型图

8.1.6应力评定准则

根据《ASME锅炉及压力容器规范》（美国国家标准NB-3212）：

“对复合应力所采用的破坏理论是最大剪应力理论：

在某一点上的最大剪应力等于该点上三个主应力的代数最大值和代数最小值之差的一