CC BY
21
Секция
«МЕХАНИКА КОНСТРУКЦИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ»
УДК 539
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАТНОГО КЛАПАНА
М. А. Абдурахманова, Л. А. Бабкина
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Создана геометрическая и конечно-элементная модели обратного клапана, выполнено численное исследование напряжено-деформированного состояния в пакете SolidWorks Simulation. Получены эпюры перемещений, деформаций и эквивалентных напряжений в соответствии с критерием прочности Мизеса.
Ключевые слова: численное моделирование, метод конечных элементов, статический анализ.
SIMULATION VALVE REVERSE
M. A. Abdurakhmanova, L. A. Babkina
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The stress-strain state of the inverse valve components in the SolidWorks Simulation package was investigated. Equivalent stresses, displacements, deformations are numerically determined.
Keywords: numerical modeling, finite element method, static analysis.
Обратный клапан не допускают течения газа или жидкости по магистралям в обратном направлении. В случае падения давления под золотником пружина закроет отверстие золотником, и проход среды будет перекрыт (рис. 1, а) [1]. Пружины изготавливают путем холодной и горячей навивки проволоки с круглым, квадратным или прямоугольным поперечным сечением на специальные оправки [2].
В работе создана трехмерная твердотельная модель обратного клапана (рис. 1, б). Определены геометрические параметры пружины согласно методике [1]: диаметр пружины D1, число рабочих витков n, полное число витков ni, шаг витков t, рабочий ход пружины Н, сила пружины при рабочей деформации F, длина пружины при рабочей деформации L и жесткость пружины Z (см. таблицу).
Геометрические параметры пружины
Параметр, ед. изм. Значение Параметр, ед. изм. Значение
D1, мм 14 Н, мм 2,12
n 5,5 F, Н 1243,68
n1 7 L, мм 29,03
t 4,6 Z, Н/мм 456,73
Секция «Механика конструкций ракетно-космической техники»
а б
Рис. 1. Клапан обратный: а - исходные данные; б - трехмерная геометрическая модель в разрезе
Проверочный расчет выполнен в пакете конечно-элементного анализа SolidWorks Simulation. Эпюры перемещений компонентов пружины и золотника, закрывающего отверстие, представлены на рис. 2.
URES (mm)
2,206e+0Q0 ^Л 2,022е+00э 1,839е+000 1,655е+000 1,471 е+СЮО 1.287е+000 1,103е+000 9,193е-001 7,354е-001 5.516е-001 3,677е-001 1,839е-001 i-030
Рис. 2. Эпюра перемещений (часть компонентов скрыта)
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 1
Расхождение аналитического и численного результатов расчетов составило менее 4%. Результаты статического расчета в дальнейшем будут использованы в дипломном проектировании при определении гидравлической характеристики клапана, то есть зависимости потерь давления в нем от величины массового расхода рабочего вещества.
Библиографические ссылки
1. Расчеты на прочность в машиностроении. Т.1 / С. Д. Пономарев, В. Л. Бидерман, К. К. Лихарев и др. М. : Машиностроение, 1956. 884 с.
2. Основные свойства и материалы упругих элементов. Винтовые пружины - Промышленность, производство [Электронный ресурс]. URL: https://stud-baza.ru/osnovnyie-svoystva-i-materialyi-uprugih-elementov-vintovyie-prujinyi-referat-promyishlennost-proizvodstvo (дата обращения: 12.03.2018).
© Абдурахманова М. А., Бабкина Л. А., 2018
