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1、阀 门 —10—2008年第1期文章编号:100225855(2008)0120010205虚拟现实技术在阀门设计中的应用余龙,俞树荣,李淑欣(兰州理工大学,甘肃兰州730050)摘要 通过阀门仿真试验,介绍了在工业设计中运用虚拟现实技术,以及所设计产品进行仿真试验的详细过程。通过改变阀门参数,探讨了阀体开孔应力集中的问题。通过密封面比压计算,提取了有效密封比压,得到密封面宽度和密封比压的关系曲线。应用该技术可对阀门的强度和密封性进行定量评价。关键词 虚拟现实;仿真;阀门;有限元;密封中图分类号:TP3
2、91 文献标识码:ATheapplicationofvirtualrealitytechnologyinvalvedesignYULong,YUShu2rong,LIShu2xin(LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China)Abstract:Virtualrealitytechnologyhasbeenwidelyusedinengineeringstructuredesignandmanu2factureduetoitshighefficiencyandobviousc
3、haracteristicswhicharedifferentfromtraditionalway.Thepapergaveadetailedintroductionofitsapplicationinvalvedesign.Avirtualexperimentwascon2ductedtocalculatetheextremestressinordertooptimizethevalvestructure.Stressconcentrationofopeningsonvalveisdiscussedandtherelationshi
4、pbetweensealingfaceandsealpressureisestablishedbyemployingeffectivesealpressure.Thesimulationresultsshowthatthevirtualrealitytechnologycanprovideaquantitativeevaluationforvalvestrengthandsealproperties,whichisnecessaryforvalvedesignboththeoreticallyandpractically.Keywor
5、ds:virtualreality;simulation;valve;FEM;seal1 概述况下进行仿真试验,主要有功能性、人机交互和通虚拟现实(virtualreality,以下简称VR)技用性的特点。术已经被广泛应用于工业设计和生产,并且成为促(1)功能性 虚拟工况应该准确地模仿实际工进工业发展的重要因素。随着www.bzfxw.comVR技术的发展和模况下所分析目标的实际功能和性能。型设计的水平不断提高,使计算机能生成更加精确(2)人机交互 人对分析目标所产生的影响应的模型,包括有限元模型,从而能在较短的时间里该被真实地反映出
6、来,或者说人应被包括在虚拟工得到准确的结果。用户可以方便地改变虚拟工况,况中。进行多次试验,校核试验结果,以获得与实际情况(3)通用性 试验中应该包括不同的工况下,更吻合的结果。因此,大大减少了试验用资金。对需要分析目标的测试,也就是要考虑虚拟试验平2 仿真试验台的可拓展性。仿真试验是建立在相仿原理基础上的模型实验3 仿真试验步骤法,通过模型实验,研究原型的性质、特征和运动阀门产品结构相似性程度高,适合于采用模块规律过程的方法,以达到分析、研究、设计和控制化和参数化设计,其有关设计计算模式相同或相原型或训练操纵与管理原型人员的目的。在
7、虚拟工似。另外阀门标准件和通用件较多,便于成组技术作者简介:余龙(1976-),男,讲师,从事计算机应用教学工作。2008年第1期 阀 门 —11—和特征建模技术在CAD系统中的应用。在阀门设定虚拟工况主要依据阀门实际工况,对其模型进行计开发过程中,利用虚拟设计和仿真试验,进行阀约束和加载。对于简单结构的阀门,其操作轴线与门优化,既能得到高质量的产品,又能降低成本。流道中心线组成的平面,可作为阀门结构的对称对于阀门试验,阀体的强度以及密封面的密封面,在该位置的阀
8、体剖面上施加约束可使结果更准性能,都属测试的主要范围。阀体上的应力和密封确。如需考虑温差在阀体上导致的应力时,在对称比压在密封面上的分布情况,在实际设计中使用经剖面上施加的位移约束,可完全消除由约束引起的验或修正公式,这
