[发明专利]一种基于CAE技术的胶管阀优化设计方法

说明书

本发明涉及一种基于CAE技术的胶管阀优化设计方法，包括以下步骤：A、确定胶管阀的主要工作部件阀体和橡胶管，采用三维建模软件分别初步设计阀体和橡胶管的三维模型；B、根据三维模型分别建立阀体和橡胶管的有限元分析模型；C、通过ANSYS分别对阀体和橡胶管的有限元分析模型进行仿真分析，并根据仿真分析结果对阀体和橡胶管进行优化设计；本申请通过将胶管阀的两个主要零部件分开设计，并分别进行仿真分析，在根据仿真结果对两个零部件分别进行优化设计，并且，由于ANSYS本身的建模功能并不强大，本申请采用三维建模软件预先建立三维模型，再根据三维模型建立有限元分析模型的方式，大大节约了计算周期成本。

技术领域

本发明涉及浇注系统胶管阀结构设计技术领域，具体涉及一种基于CAE技术的胶管阀优化设计方法。

背景技术

胶管阀中独有的弹性套管是唯一与生产过程的介质相接触的部件。弹性套管将阀芯、阀座、法兰密封面的作用合一。正是由于弹性套管的特点，胶管阀使用在固体颗粒物料场合时，与其他类型的阀门如闸阀、球阀、旋塞阀相比，它的应用更持久，使用寿命更长。因为在其他阀门中带有偏转角，对被控制的介质具有剪切作用。而胶管阀是直通阀，其橡胶弹性阀座比钨铬钴合金阀座控制阀更耐用。弹性套管的弹性与物料接触时，摩擦力会非常小，它的关闭和锁紧力是非常缓和的。因此，不会夹碎物料。弹性套管的制造材料非常耐用，不会因为阀门的频繁动作造成密封不严。因此，这种阀门非常适于安装在装有易碎固体容器的卸料口。

ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，具有强大的有限元分析及前后处理功能，广泛用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、生物医学、水利、日用家电等一般工业产品分析及科学研究，在行业内具有很高认知度和影响力。该软件从1971年面市至今，其版本一直在不断更新，功能不断增强，早期版本仅提供结构线性分析和热分析，现在已发展为集结构、热、流体、电磁、声学的高级多物理场耦合分析于一体的多功能分析软件。

我国关于阀设计的著作里对于胶管阀的设计理论很少，国外对于胶管阀的设计理论目前未见报道，所以胶管阀的设计工作具有很大的困难。胶管是阀的关键零件，一旦胶管被选定，阀的其它结构和尺寸也基本随之确定。胶管阀只有胶管是易损件，只需更换胶管，基本不需要进行其它的日常维护保养，更换胶管就等于更换了一台崭新的阀。但是，橡胶管的使用寿命是制约胶管阀能进一步推广和广泛应用的关键问题，橡胶管是由一种或多种非线性材料组成，研究存在一定的难度，因而对于胶管阀结构的改型研究也具有相当难度，本发明旨在提出一种结合ANSYS软件对于胶管阀结构进行优化设计的设计方法。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种基于CAE技术的胶管阀优化设计方法，以解决现有技术中胶管阀结构优化设计困难的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于CAE技术的胶管阀优化设计方法，包括以下步骤：

A、确定胶管阀的主要工作部件阀体和橡胶管，采用三维建模软件分别初步设计阀体和橡胶管的三维模型；

B、根据三维模型分别建立阀体和橡胶管的有限元分析模型；

C、通过ANSYS分别对阀体和橡胶管的有限元分析模型进行仿真分析，并根据仿真分析结果进行阀体和橡胶管的优化设计。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本申请通过将胶管阀的两个主要零部件分开设计，并分别进行仿真分析，在根据仿真结果对两个零部件分别进行优化设计，并且，由于ANSYS本身的建模功能并不强大，本申请采用三维建模软件预先建立三维模型，再根据三维模型建立有限元分析模型的方式，大大节约了计算周期成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，步骤B中根据三维模型建立阀体的有限元分析模型包括：