16Mn,卡带的材料为65Mn和钢的组合件。这两种材料的特性参数均近似取为弹性模量E=2×10MPa,泊松比μ=0.3,摩擦系数取为0.10(有润滑状态)。密封圈为橡胶材料,其弹性模量E=500Pa,泊松比μ=0.47。与钢材之间的滑动摩擦系数取为0.2(有润滑状态)。计算压力p=8 MPa。
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3.1.2 有限元网格划分及载荷边界条件
由于该快开盲板的结构及载荷均满足轴对称条件,故可按轴对称情况建模。利用ANSYS9.0,选择20节点SOLID95三维实体单元,并采用映射划分方法对盲板各部分结构进行网格划分。本分析对其进行整体网格划分,并对可能的应力集中处做了网格细化。模型中对于各部件的圆角,倒角等部分进行了简化,以便用于有限元网格的划分整个结构的分网过程采用自动分网和人工干预同步进行,划分网格时对各部件规则部分控制网格密度较小,各部
图3.2盲板的有限元网格划分
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件不规则部分注意了网格的细化,如图3.2所示。
由于盲板在锁紧时,卡带与筒体的凹槽及平盖外边缘处、筒体与支板、密封圈与密封槽处均存在着接触和相互摩擦,故在这三处的上下表面分别建立接触对,采用三维面面接触单元CONTACT 174和目标单元TRAGE 170模拟,通常钢材间的摩擦系数取0.2,计算时采用递增的拉格朗日算法,划分的接触单元如图3.3所示。
盲板的接触状态如图3.3所示,从图中可以看出,大部分接触处的接触面之间都是粘住的,接触状态良好。
在平盖、筒体和密封圈的内表面施加均布的压力载荷8MPa,连接管道的根部施加轴向位移约束,模型两侧面施加轴对称约束。施加的载荷及约束如图3.4所示。
图3.3 盲板上建立的接触单元
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图3.4 盲板承受的载荷
3.2 应力分析
设定好合理的时间步长、子步数及平衡迭代次数等非线形求解控制,就可以进行求解计算了。在求解成功后,利用ANSYS后处理器,得出了盲板的结构变形及应力数据。图3.5给出了盲板的结构变形图;图3.6给出了盲板系统的全位移分布云图;图3.7给出了盲板的应力强度分布云图。
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图3.5 盲板的结构变形图
图3.6 盲板的全位移分布云图
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图3.7 盲板的应力强度分布云图
图3.8 盲板的应力强度云图
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由图可看出,卡带与筒体和平盖接触的两处应力最大。
4盲板的确定性强度评定