Μελέτη Βαλβίδας με την βοήθεια Προγράμματος Πεπερασμένων Στοιχείων - Ansys

Τομή Βαλβίδας

Ανάλυση Κρούσης Βαλβίδας

Στόχοι •Εύρεση αμετάβλητης παραμόρφωσης και κατανομή τάσης χάρη στην κρούση του κλεισίματος της βαλβίδας πάνω στην κωνική επιφάνεια του πηνίου και της εδραζουσας περιοχής του αναβατήρα •Απόκτηση διαγράμματος δυνάμεως κρούσης σε σχέση με τον χρόνο •Περιγραφή των ικανοτήτων δυναμικής αναλύσεως του ANSYS

Μέρη που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση κρούσης

Υποθέσεις •1/12 της συμμετρίας •Μοντελοποιημένη πλαστικότης για πηνίο και αναβατήρα •Περιορισμένος αναβατήρας στον σπειροειδή προσαρμογέα •Τριβή μεταξύ πηνίου/αναβατήρα και παραβλεπουμενου εμβόλου/κέλυφος

Διαίρεση όγκων στο ANSYS για να εκμεταλλευτεί την συμμετρία Λειτουργίες στερεής μοντελοποίησης του ANSYS

60 μοιρών τομέας με τον προσαρμογέα 30 μοιρών μοντέλο που χρησιμοποιείται στην ανάλυση Λειτουργίες στερεής μοντελοποίησης του ANSYS

Περιορισμένος αναβατήρας στην σπείρα Επικολλημένο πηνίο στο έμβολο σε αλληλεπίδραση Οριακές Περιπτώσεις Ασκούμενο φορτίο ελατήριου

Ιδιότητες Υλικού •Ιδιότητα ελαστικότητας για όλα τα μέρη •Συντελεστής ελαστικότητας = 29E6 psi •Πυκνότητα = lbf/Inch^3 •Poisson’s ratio = 0.3 •Πλαστικότης για πηνίου/αναβατήρα (Bilinear) •Yield τάση = psi •Απόλυτη τάση = psi •% Επιμήκυνση = 19% •Εφαπτόμενος εφαρμοσμένος συντελεστής = psi

Διακριτοποίηση Πεπερασμένων Στοιχείων

Μοντελοποίηση Επαφής Επιλογή επιφανειών επαφής (κωνική τομή στο πηνίο και κόψη λεπίδας στον αναβατήρα) Επικαλυμμένες επιφάνειες με στοιχεία επαφής του ANSYS

Γραφική Εκτόνωση προς Απεικόνιση

Αποτελέσματα εκτίμησης - Σχεδιαγράμματα Συνάρτησης Χρόνου Μετατόπιση πηνίου και χρόνος κρούσης Ταχύτητα πηνίου σε κρούση

Αποτελέσματα - Σχεδιαγράμματα Περιμέτρου τάσεως

Αποτελέσματα- Τάση σε 5 ms ~ 1/16 inch

Αποτελέσματα -κίνηση σε UZ στον αναβατήρα

Αποτελέσματα - διάτμηση πλαστικότητας στον αναβατήρα

Απεικόνιση κίνησης τάσης στον αναβατήρα

Συνάρτηση Χρόνου - Ολικής δύναμης στην άκρη του αναβατήρα

Συνάρτηση Χρόνου - Δύναμης πάνω σε ένα κόμβο αναβατήρα

Αποτελέσματα- Πίεση επαφής κατά μήκος άκρου αναβατήρα

Αποτελέσματα -τάση στο πηνίο

Απεικόνιση κίνησης της τάσης του πηνίου

Συνάρτηση Χρόνου - Πηνίο μετά την κρούση Μετατόπιση.vs. χρόνου Ταχύτητα.vs. χρόνου

Περίληψη •Σημαντική αμετάβλητη παραμόρφωση (0.004 inch) εμφανίζεται κατά μέρος στον αναβατήρα χάρη στην κόψη της λεπίδας •Υψηλές τοπικές τάσεις εμφανίζονται στο άκρο του αναβατήρα χάρη στην δυναμική κρούση •Μέγιστη τάση των psi εμφανίζονται στο πηνίο •Διαγράμματα σε συνάρτηση του χρόνου, σχεδιαγράμματα περιμέτρου, διαδρομή διαγραμμάτων και απεικόνιση κίνησης χρησιμοποιούνται για την κατανόηση των αποτελεσμάτων