[发明专利]一种阀门动部件运动与碰撞仿真分析方法

权利要求书

1.一种阀门动部件运动与碰撞仿真分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（一）、利用AMESim软件建立阀门动特性仿真模型，得到阀门动部件的运动特性，判断阀门动部件之间是否发生碰撞，若发生碰撞时，给出碰撞速度，具体实现方法如下：

（1）、根据阀门结构组成，从AMESim软件中的气动元件库、热气动元件库、机械元件库、控制元件库、热元件库中选出需要的功能模块，并按照阀门结构的连接关系将选出的功能模块进行连接；

（2）、从每个功能模块中选出一个需要的子模型，并根据需要选择理想气体模型、半理想气体模型、实际气体模型或自建物性模型；

（3）、设置各个功能模块的计算参数，所述计算参数包括初值参数和状态参数，其中初值参数指所有变化物理量的初始值，状态参数为计算过程不变的参数；

（4）、在AMESim软件的运行模式下设置分析模式、存储频率和容差，并选择运行模式和分析模式，从而完成阀门动特性仿真模型的建立；

（5）、运行阀门动特性仿真模型，输出阀门动部件的位移随时间的变化曲线、速度随时间的变化曲线、相对位移随时间的变化曲线和相对速度随时间的变化曲线，得出阀门动部件之间的相对的运动关系；

（6）、根据阀门结构和所述阀门动部件之间的相对的运动关系，判断阀门动部件之间是否发生碰撞，若发生碰撞，给出动部件碰撞时的相对速度，并进入步骤（二）；

步骤（二）、采用Abaqus软件中的Dynamic Explicit非线性模块，建立有限元分析模型，分析阀门动部件之间的碰撞应力场分布，具体实现方法如下：

（1）、根据阀门结构组成，在Abaqus软件中建立阀门动部件的几何模型，模型采用实体单元；

（2）、为阀门动部件的几何模型中各个结构部件赋予材料属性，所述材料属性包括弹性模量、屈服强度、破坏强度及延伸率；

（3）、在分析步中选择Dynamic Explicit；

（4）、分别设置边界条件及载荷条件，其中边界条件为部件阀门动部件的固定，载荷条件为碰撞时的相对速度；

（5）、对Abaqus软件中建立阀门动部件的几何模型，采用二维四节点单元进行网格划分，建立有限元模型；

（6）、运行有限元模型，得出阀门动部件碰撞时结构上的应力场分布，输出结构上的最大应力；

步骤（三）、根据步骤（二）中的最大应力进行判断，若最大应力值小于阀门动部件材料强度极限，则阀门动部件结构处于安全工作状态，若最大应力值大于阀门动部件材料强度极限，则对阀门动部件结构进行优化设计，重复步骤（一）、（二）对优化后的阀门结构进行分析，直至最大应力值小于阀门动部件材料强度极限。

2.根据权利要求1所述的一种阀门动部件运动与碰撞仿真分析方法，其特征在于：所述步骤（一）的（4）中运行模式为批处理或标准运行类型，分析模式为时程分析。

3.根据权利要求1所述的一种阀门动部件运动与碰撞仿真分析方法，其特征在于：所述步骤（一）的（4）步骤中完成阀门动特性仿真模型的建立后，对阀门动特性仿真模型进行调试，若调试过程中出现异常，根据提示进行模型修改；若调试过程中仿真结果与理论、经验公式、物理过程或试验数据对比出现不符合，检查模型选取和参数设置。

4.根据权利要求1所述的一种阀门动部件运动与碰撞仿真分析方法，其特征在于：所述步骤（二）的（1）中，在Abaqus软件中建立阀门动部件的几何模型为轴对称模型。