CAD/CAE集成的三偏心蝶阀参数化设计

AutoCAD教程 陈晓霞 天津工业大学机械电子学院

  抽取影响蝶阀性能的几何参数,建立参数化模型,在Solidworks环境中利用VBA实现了蝶阀零件的参数化建模。将模型导入有限元分析环境,实现了CAD/CAE 的集成。有限元计算表明,参数化模型可以实现不同参数几何模型的快速重构,为数字化设计和方案优化提供了可能。

  蝶阀被广泛应用于管道系统,特别是其他控制阀难以满足的大口径管道控制系统。近年来,随着现代工业的发展,蝶阀的使用已从低压供水扩展到高温,或者低温介质,压力也从低到高,广泛用于空分、化工、冶金、污水处理等领域。而且口径越来越大,性能要求不断提高,寿命要求不断延长。三偏心蝶阀,在相同的工况条件下,具有摩擦力矩小、阀轴承受的力矩小、可满足更高的工艺要求等特点。三偏心金属密封蝶阀阀座的密封形线周长是随角度偏心增加而增加,能满足较高的温度和压力工况,但金属阀座的弹性小,密封性能较差。同时三偏心结构蝶阀的空间运动较为复杂,常常因结构寸设计不合理,导致密封副相互卡塞、干涉而使蝶板不能正常启闭。传统设计由于计算理论粗糙,设计理念保守,造成结构笨重,结构设计不合理,使用寿命短,同时性能提高困难等问题的困扰。

  利用计算机辅助设计(CAD)计算机辅助分析(CAE)技术,对产品的运动干涉、强度、刚度等各项性能进行评价和优化,使企业在新产品的开发和旧产品的改造过程中,缩短产品开发周期、提高产品质量、降低成本,从而提高了企业竞争能力。参数化建模是CAD/CAE 设计中一项非常重要的关键技术[1,5-7] 。采用参数化模型,设计者可以通过调整参数来修改和控制产品的几何形状,实现产品的精确的数字化几何造型[2] ;对己有设计的修改,只需变动相应参数,而无需重复产品设计的全过程,提高了设计效率,缩短设计周期[3-4]

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 蝶阀密封结构简图

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CANKAOWENXIAN

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