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高压通海阀结构设计及参数优化研究
| 论文题名： | 高压通海阀结构设计及参数优化研究 |
| 关键词： | 潜器控制系统;高压通海阀;结构设计;参数优化 |
| 摘要： | 通海阀是潜器控制系统的重要执行部件,对潜器安全起着关键性的作用。随着潜器下潜深度的加大,高压通海阀的结构设计、性能优化、可靠性等日益成为国内外研究的重要课题。本文主要研究一种新型高压通海阀,此通海阀采用半平衡结构,比较好的解决了深海高压状态下阀门开闭困难的问题。采取电动手动切换形式控制阀门,能够实现高压工作和自动控制的目的。 本文介绍了高压通海阀的工作特点及相关阀门国内外发展现状。根据高压通海阀工作特点与性能要求确定高压通海阀的总体结构方案,并着重阐述了半平衡结构原理及其在本文中的应用。充分考虑该阀门工作环境,恰当的选取材料,合理设计该阀门的主要零部件,完成总结构图。 利用ANSYSWorkbench等软件,对阀门不同工作状态下受力情况进行了分析。研究了该阀门各种工况下阀体承载状态,确保了阀门的刚度、强度满足要求。利用CFX软件对阀门不同开度状态进行水冲击模拟,根据模拟结果再进行了有预应力的模态分析,验证了阀门在各种开度下不会产生共振现象。 针对阀盖进行了拓扑优化,找出了可剔除的部位,并进行相应的减重处理。对于局部具体尺寸在拓扑优化的基础上再进行了目标参数优化,使得目标尺寸达到最优。上述处理,不仅使阀门机械性能符合要求,也使其重量和结构尺寸得到了优化。 根据高压通海阀可靠性要求及试验出现的失效样本少的特点,研究了相关的可靠性评估与计算方法,设计了试验大纲和实验步骤,并对试验数据进行了分析计算,得出了可靠性评估。 |
| 作者： | 徐震 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 刘少刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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