АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТОВ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ТОНКОСТЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ (УПРУГОЙ КРОМКОЙ)

Белоголов Юрий Игоревич , Гозбенко Валерий Ерофеевич , Каргапольцев Сергей Константинович

2017 / Том 21, №5 (124) 2017 [ ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ ]

ЦЕЛЬ. Разработка инженерных методик расчета тонкостенного оболочечно-пластинчатого седла для клапанного и фланцевого уплотнительного соединения с последующей постановкой задач в современной автоматизированной программе расчета. МЕТОДЫ. Для достижения поставленной цели использовался Parametric Technology Corporation MathCAD (PTC MathCAD) с применением подпрограмм поиска экстремума функций и вычислительного блока Given-minimize. В основу разработанной программы в PTC MathCAD положено решение оптимизационной задачи поиска рациональных геометрических размеров (толщин) тонкостенных седел при статических и динамических нагрузках. РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработанная инженерная методика расчета тонкостенного оболочечно-пластинчатого седла для клапанного и фланцевого уплотнительного соединения позволила решить задачи динамического расчета седла клапана; проверочного расчета седла клапана (статический, с учетом давления рабочей среды), проектного расчета седла фланцевого соединения (с учетом давления рабочей среды). Расчет представлен в виде алгоритма, состоящего из трех логически взаимосвязанных частей: жесткостной, прочностной расчет и расчет рациональных размеров. Следует отметить особенность динамического расчета, который на первоначальном этапе протекает как статический, а после определения жесткостных параметров - как динамический. Реализованный расчет в PTC MathCAD полностью автоматизирован и требует лишь задания исходных данных в самом начале. Полученные результаты расчета геометрических размеров проходят проверку, что исключает возникновение ошибки в расчетном блоке Given PTC MathCAD. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В статье рассмотрены разработанные инженерные методики расчета рациональных геометрических размеров оболочечно-пластинчатого седла клапана, работающего в условиях ударного нагружения при неопределенной максимальной динамической нагрузке, обеспечивающие непревышение допускаемых напряжений в тонкостенном оболочечно-пластинчатом седле: методика для проверки напряженно-деформированного состояния оболочечно-пластинчатого седла клапана при статическом нагружении усилием герметизации и давлением рабочей среды; методика расчета рациональных геометрических размеров оболочечно-пластинчатого седла фланцевого соединения, обеспечивающая минимизацию приведенной жесткости (минимизация герметизирующего усилия) при условии обеспечения прочности оболочечно-пластинчатого седла.

Ключевые слова:

арматуростроение, тонкостенные уплотнения, автоматизация расчетов, оптимизационная задача, функции А.Н. Крылова

Библиографический список:

1. Долотов А.М., Гозбенко В.Е., Белоголов Ю.И. Уплотнительные соединения с использованием тонкостенных элементов. Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2011. 72 с.
2. Уплотнения и уплотнительная техника: справочник / под общ. ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова. М.: Машиностроение, 1986. 464 с.
3. Долотов А.М., Белоголов Ю.И. Жесткостная модель оболочечно-пластинчатого седла // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2013. № 2 (38). С. 107–110.
4. Долотов А.М., Белоголов Ю.И. Напряженно-деформированное состояние тонкостенного клапанного седла пониженной жесткости // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011. № 4. С. 62–65.
5. Improvements in single beat stop. Patent of GB, no. 19530032242 19531120, 1956.
6. Ehmig G., Vogt K. All-metal lift valve for high-vacuum applications. Patent of USA, no. 19760698338 19760622, 1979.
7. Rolfe A. Valve closure disc and holder assembly. Patent of USA, no. 19790002459 19790315, 1981.
8. Snoek G.J. Check valve and method of manufacturing said check. Patent of USA, no. 19790037040 19790508, 1981.
9. Winkler O. High vacuum valve having a metal-to-metal sealing joint. Patent of USA, no. 19800115730 19800128, 1982.
10. Frasen H. Self-cleaning valve. Patent of EP, no. 19820103275 19820419, 1982.
11. no. 19490013675 19490523, 1953.
12. Долотов А.М., Белоголов Ю.И. Оболочка как элемент уплотнения // Трубопроводная арматура и оборудование. 2014. № 2. 94–97.
13. Долотов А.М., Белоголов Ю.И. Определение жесткостных характеристик оболочечно-пластинчатого седла клапана // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2013. № 3 (37). С. 32–37.
14. Долотов А.М., Белоголов Ю.И. Пути совершенствования клапанных уплотнительных соединений с оболочечными седлами / Енерго-та ресурсозберiгаючиi технологiї при експлуатацiї машин та устаткування: матерiали IV мiжвузiвської науково-технiчної конференцiї викладачiв, молодих вчених та студентiв. Донецьк, 2012. С. 87–88.
15. Бояршинов С.В. Основы строительной механики машин. М.: Машиностроение, 1973. 456 с.
16. Вольмир А.С, Григорьев Ю.П., Станкевич А.И. Сопротивление материалов. М.: Дрофа, 2007. 591 с.
17. Корнеев С.А., Крупников И.В. Двухуровневая математическая модель процессов деформирования упругопластических материалов // Омский научный вестник. 2006. № 3 (36). С. 65–71.
18. Корнеев С.А., Фёдорова М.А. Аналитический расчет собственных и вынужденных колебаний пластинчатосетчатой панели // Омский научный вестник. 2011. № 3 (103). С. 129–133.
19. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad 15. СПб.: Питер, 2011. 400 с.
20. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad 15. СПб.: Питер, 2011. 400 с.
21. Максфилд Б. Mathcad в инженерных расчетах; пер. с англ. СПб.: Корона-Век, 2010. 368 с.

Файлы:

• реферат (скачать | просмотреть) - скачано 19 раз
• 4.pdf (скачать | просмотреть) - скачано 31 раз