三偏心蝶閥密封接觸問題的有限元分析
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- 摘要：對三偏心金屬蝶閥密封面接觸問題進行了非線性有限元分析，闡明了其理論依據。數值模擬過程中，充分考
慮了軸向偏心、徑向偏心、角偏心的設計參數對密封而密封比壓的影響，以DN 300 ISl徑、PN 5 MPa工作壓力的三偏心
金屬蝶閥為例，得到其密封時的應力分布，塒滿足一定壓力下“雙向零泄漏”三偏心蝶閥的結構優化有指導意義。
關鍵詞：三偏心蝶閥；數值仿真；接觸問題；密封比壓；非線性有限元
中圖分類號：TB42 文獻標識碼：A 文章編號：0254—0150(2006)6—056—5
三偏心金屬密封蝶閥因其溫度、壓力適用范圍
廣，可實現雙向“零泄漏” 密封。近年來得到迅猛
發展。然而迄今為止國內尚未對其進行系統的研究及
合理規范的設計計算。三偏心蝶閥的密封副結構是其
產品實現密封的關鍵。本文作者采用數值仿真的方法
在不干涉的基礎上對其密封副間的密封比壓進行分析
計算。尤其是對密封副間的密封接觸問題，利用大型
通用軟件I-DEAS進行了非線性有限元分析。
1 三偏心蝶閥的結構特征
三偏心金屬蝶閥屬于強制密封蝶閥范疇，采用接
觸式機械密封，其蝶板關閉時在力矩的作用下靠一定
的過盈量在閥座密封面間形成密封比壓，實現密
封 。如圖1所示，其主要結構特征是它的3個偏心
量舊 ：閥板的回轉中心相對于密封面中截面的軸向偏
心o；閥板的回轉中心相對于閥體中心線的徑向偏心
b；圓錐形密封面的中心線與閥體中心線形成的角度
為口的角偏置。經過第3次偏心后，蝶板的密封斷面
不再是圓，而是橢圓。密封過程中，蝶板與閥座錐形
基金項目：安徽省高等學校自然科學研究項目(2005kj047)．
收稿日期：2006—02—20
作者簡介：徐滟(1969一)，女，講師，碩上，主要從事化 I：設
備的數值仿真研究．E-mail：xuyww@163．com．
密封副間的接觸界面的區域大小和相互位置以及接觸
狀態都是事先未知的，并呈現出復雜的接觸非線性的
特點。 ...
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