摘要随着科学技术的发展，球阀的使用范围越来越广泛，球阀已经被应用到人类生活中的各个领域。相比于其他类型的阀门,球阀的结构更加简单、体积和其他类型的阀门相比也相对较小、重量较轻，便于移动。球阀的密封性能好，不会轻易出现泄露的问题。84884

密封性能对于球阀是十分重要的，而球阀的球体，阀杆对密封性能起着决定的作用。本文基于有限元分析法，对球阀核心部件进行静力学分析。先利用PRO/E建立Q41F浮动球阀的球体，阀杆的三维模型，将模型文件保存为IGES文件，再将模型导入ANSYS中，使用合适的材料，对模型进行网格化，施加合理的边界条件，进行分析计算。通过ANSYS计算力学分析，分析设计的模型是否符合。计算结果表明：通过比较模型受到的最大Mises应力与屈服应力的大小，阀杆用40Cr、球体用347不锈钢性能较好。球阀可以在设定工况正常工作，材料不会失效。

毕业论文关键词：球阀；有限元分析；静力学分析

Abstract With the development of science and technology, more and more widespread use of ball valves, ball valves have been applied to human life。 Compared to other types of valves, the ball valve structure is simpler, and the volume is relatively small。 It’s easy to move。 The leakage problem does not occur easily because of its good sealing performance。

The ball valve’s sealing performance is very important, the valve stem and the spool plays an important role in sealing performance。 In this paper, the finite element method was used to analyze the statics of the ball valve。 First, use software of  PRO/E to establish Q41F floating ball valve’s three-dimensional model of the valve stem and spool, and save the model file as an IGES file and then import to ANSYS。 The suitable materials and reasonable boundary conditions were conducted after making the models become grid。 Finally, using ANSYS computational statics analysis to make the designed model meet the requirements。 By comparing of the maximum von Mises stress and Yield stress, calculation results show that using 40Cr for stem, and 347 steel for spool are feasible。 The ball valve can work well in setting working condition and the material will not fail。

Keyword：the ball valve；finite element analysis；statics analysis

目  录

第一章  绪论 1

  1。1  选题的目的和意义 1

  1。2  国内外研究现状 1

  1。3  阀门的现代设计方法 4

  1。4  本文的研究内容 4

第二章 球阀有限元静力学分析基础 6

  2。1  结构静力学分析概述 6

  2。2  有限元法的分析过程 6

    2。2。1  有限元法在结构分析中的应用 7

  2。3  软件介绍 7

    2。3。1  PRO/E介绍 7

    2。3。2  ANSYS软件简介 8

第三章 船用球阀的工作原理和实体建模 10

  3。1  球阀的工作原理 10

  3。2  球阀的分类 10

  3。3  模型的建立