大通径自动快速关闭阀的设计研究

大通径自动快速关闭阀的设计研究

论文摘要

大通径管路自动快速关闭技术是潜艇损管措施体系的有机组成部分,其作用是在潜艇通海管路发生破损,舷外海水大量涌入舱室时,能自动切断管路,以尽可能地减小损害的程度。自动快速关闭阀门在系统管路发生破损,管路流量急增时,能够自动减小阀板开度直至关闭,从而进行有效的损害管制。其工作时不需要任何外来控制信号及能源,是纯机械自力式的处理措施。因此,作为管路系统必须的安全装置,对大通径管路自动快速关闭阀门的研究和设计具有重要的实际意义。围绕大通径管路自动快速关闭阀门的设计理念,本文主要从以下方面进行讨论:(1)介绍了国内外相关阀门的发展状况和现状。为大通径管路自动快速关闭阀门的设计提供参考。(2)确定了阀门的使用要求、外形尺寸、关闭启动流量及关闭速度要求等主要技术性能。选择AUTOCAD、CATIA、ADINA为设计分析工具。(3)设计三种阀门方案,并对方案进行比较分析,确定了大通径管路自动快速关闭阀的最后设计方案。(4)对大通径管路自动快速关闭阀的关键部件阀板进行优化设计,使用ADINA对其流场进行仿真研究,分析影响阀板关闭的各种因素。初步确立了一种较优阀板设计方案。(5)对阀的其他主要部件进行设计计算,论述其设计方法、工作原理及选择依据和理论。(6)用CATIA强大的造型功能完成大通径管路自动快速关闭阀的虚拟样机的制造,完成装配过程,对虚拟样机进行干涉分析,为制造原理样机提供参考。(7)对大通径管路自动快速关闭阀的设计提出进一步研究的展望。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 本课题研究的背景及意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 本文完成的工作
  • 2 总体设计要求
  • 2.1 设计理论
  • 2.2 设计要求
  • 2.3 设计工具
  • 2.4 阀的主要参数的确定
  • 2.5 主要技术性能
  • 2.6 本章小结
  • 3 总体设计方案的选择和确定
  • 3.1 技术方案
  • 3.2 方案比较
  • 3.3 主要工作内容
  • 3.4 本章小结
  • 4 基于CFD 的关键件阀板的设计
  • 4.1 引言
  • 4.2 计算流体力学概述
  • 4.3 不可压粘性流基本控制方程
  • 4.4 阀内紊流模型
  • 4.5 模型方程的数值计算方法
  • 4.6 计算建模及分析
  • 4.7 本章小结
  • 5 主要结构的设计及计算
  • 5.1 阀体的设计
  • 5.2 阀杆的设计
  • 5.3 弹簧预紧力调节结构的设计及圆柱扭转弹簧的选择
  • 5.4 阀杆定位结构的设计
  • 5.5 阀门泄漏原因分析及密封结构的设计
  • 5.6 本章小结
  • 6 快速自闭流量控制阀虚拟样机的实现
  • 6.1 电子样机的基本概念
  • 6.2 CATIA V5 电子样机技术及电子样机模型
  • 6.3 虚拟样机的实现
  • 6.4 快速自闭流量控制阀的虚拟装配
  • 6.5 本章小结
  • 7 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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