三維輔助有限元分析軟件已在液壓閥塊設計中普遍應用，大幅度提高了閥塊設計質量，縮短了設計周期。但目前所使用的場合大多局限在閥塊孔道連通關系和裝配輔助交互設計上，與閥塊強度有關的孔道壁厚設計一般采用經驗值，必需進一步在產品試驗中加以驗證。
      船舶設備中使用的液壓閥塊作為液壓系統的核心零件，其集成化趨勢明顯，結構日益復雜，對可靠性要求一般都較高，并且閥塊設計制造周期因工程進度因素大幅縮短，閥塊首件試制一次性通過產品鑒定非常重要。對于結構復雜的液壓閥塊，難以采用普通應力公式進行計算，三維軟件附帶的有限元分析工具包可以在設計階段對閥塊進行應力分析，確保閥塊強度滿足使用要求，并可根據分析結果對閥塊進行輕量化設計。
      本研究對三維設計軟件(UG＆ideas)的有限元分析工具包在船舶設備液壓閥塊強度校核中的應用加以簡單介紹。
      目前在船舶設備閥塊設計時，其內部交叉孔道的壁厚一般根據經驗值控制在(3～5)ｍｍ左右，但對于大量應用插裝閥的集成控制閥塊其內部孔道直徑較大，以上壁厚強度遠遠滿足不了該閥塊的強度要求，而過大的壁厚又會造成材料的嚴重浪費，設備超重等問題。閥塊有限元分析可輔助設計師在設計過程中對閥塊進行優化設計，在保證強度的前提下使閥組輕量化，對于可靠性一般都要求較高、壓力交變的閥塊可適當提高安全系數，確保閥塊可靠性,以下是在船舶設備某裝置液壓閥塊的有限元分析實例。
      該閥塊為典型的二通插裝閥集成控制回路閥塊，圖為其中一種閥組及閥塊孔道圖，閥塊采用35#鋼鍛件，經過探傷檢查無內部缺陷，閥塊外形尺寸350ｍｍ×300ｍｍ×300ｍｍ，回路主要由DN32通徑插裝閥組成，工作壓力21Mpa。受設備安裝條件及控制回路復雜性的限制，該閥塊孔道關系極其復雜，因主體設備的可靠性要求高，在加工前對閥塊進行強度校核和輕量化交互設計尤為重要。
      該閥塊中各液壓閥安裝面的密封性及緊固螺釘拉應力等均已在各類工程實踐中驗證通過，閥塊的有限元分析重點為閥塊內部主孔道應力分析及強度復核，孔道交叉位置壁厚是校核的關鍵點，閥塊中大部分ＤＮ06通徑控制孔道對閥塊本體強度影響極小，除與主孔道有薄壁位置的工藝孔外，其他孔道可忽略不計。圖是該閥塊簡化后的有限元分析模型，在該模型中刪除了對閥塊強度影響不大的工藝孔道、吊裝工藝孔和螺孔等，保留對閥塊強度有影響的部分工藝孔或螺釘孔，并對腔孔小特征進行了適當處理，圖是有限元分析模型及其分析結果示意圖。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                  杭州納泰科技咨詢有限公司
                                                                          本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司m.yw15777.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！