核级阀门疲劳分析

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1、核级阀门的疲劳分析1222岳彭，王砚军，刘金梁，王忠诚，（1.海军驻哈尔滨某军代表室；2.哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司，哈尔滨150046）摘要：本文使用AWEFatigue软件,应用ASME法规第Ⅲ卷,对核级止回阀进行了疲劳强度分析。考核了压力载荷的变化对阀体疲劳寿命所产生的影响。关键词：AWEFatigue；核级阀门；疲劳分析FATIGUEANALYSISOFTHENUCLEARVALVE1222YUEPeng,WANGYan‐jun,LIUJin‐liang,WANGZhong‐cheng,(1.RepresentativeDepartmentforformingcompletese

2、tsofNavalShipsintheAreaofHaerbin;2.HEHaerbinPowerPlantValveCompanyLimited,haerbin,150046)Abstract:Inthisarticle,analysisoffatiguestrengthfornuclearvalveandtheloadchange’seffectonthefatiguelifeofthevalvebodyhasbeencarriedoutwithAWEfatiguesoftwareandASMEⅢcode.Keywords:AWEFatigue；nuclearvalve；fatiguea

3、nalysis关的参数也不可能在试验中得出，实验结1．概述论也受许多偶然因素的影响。近年来，随着计算机技术发展而诞生的现代设计技长期以来，核级阀门产品的疲劳可靠术，可以使企业以较低的成本设计出高耐性一直为人们关注的焦点。每年因结构疲久性产品成为可能。例如，在产品设计阶劳失效，大量产品在其有效寿命期内报废，段采用ANSYSWorkbench软件的Fatigue由于疲劳破坏而造成的恶性事故也时有插件（以下简称：AWEFatigue）,可在实出现，因此许多阀门生产企业将耐久性定验样机制造之前对阀门产品进行疲劳分为产品质量控制的重要指标之一。ASME析和优化设计，预测产品的寿命，实现产法规第Ⅲ卷和第

4、Ⅷ卷第2部分也对疲劳分品等寿命周期设计。析做出了详细的规定。本文使用AWEFatigue软件，结合在传统的设计过程中，阀门产品的疲ASME法规第Ⅲ章，以核级止回阀阀体为劳寿命通常通过实验样机的耐久性试验例进行了详细的疲劳分析计算，同时提供得到，不但耗资巨大，而且许多与失效相了使用有限元方法对核级阀门进行疲劳1/5分析的设计计算方法。计算中采用简化了的弹塑性假设和Miner疲劳累积损伤准则。A核级止回阀参数如下：û核安全级别：核一级û公称通径：2’û压力等级：Class1500û工作温度：<150℃û使用寿命：>2000次图2阀体模型û阀体材料：SA182‐F321H3.添加材料信息在mode

5、l/Geomrtry/body中，为材料赋予材料属性。在definition/material/Structrualsteel中，选择NewMaterial选项，打开EngineeringData对话框，输入阀体材料的弹性模量、泊松比、S‐N疲劳曲线等参数。特别强调，必须输入“AlternatingStress”曲线，否则在疲劳分析中会报错“missingstresslifecurve”。图1核一级止回阀模型4.网格化分2.导入几何模型在model/mesh中，单击右键，激活启动AWE/Simulation。选择特定工具网格尺寸命令“Sizing”；在属性菜单中，条内的Geometry/Fr

6、omFile选项。导入选择整个阀体，指定网格尺寸为4mm。DesignModeler或其它三维软件创建的几何模型“body.*”。为节约计算机资源及在model/mesh中，单击右键，激活缩短计算时间，选取阀体的一半作为研“refinement”命令，选取阀体中腔与出究对象。零件图形如图2所示。口交界面的上顶点，同时定义refinement值为3。按照工程实际经验，阀体中腔与出、入口交界面处会产生峰值应力，是疲劳分析关注的焦点。因此，以图2中指示的“A”点为球心，对附近的网格进行refinement2/5细化，以提高疲劳分析结果的精确度。网6.2在StaticStructural中，单击右键

7、，选格化分结果如图3所示。择Insert/Fatigue/FatigueTool选项，进行疲劳分析的参数设置。A图3网格化分结果5.选择分析类型并添加载荷与约图4疲劳分析参数设置束6.2.1Materials/FatigueStrengthFactor(Kf)：0.8。Kf表示疲劳强度削弱系选择结构静力学分析“Static光滑试件的疲劳强度SStructural”;数kfൌ缺口试件的疲劳强度S୬。一般构件是根