机床与液压

作者：朱鹏鹏，毕祯，徐鹏，周盛华，陈长青，刘飞飞，陈强，梁培

单位：中国计量大学计量测试与仪器学院；中国计量大学能源环境与安全工程学院；中国计量大学能源环境与安全工程学院；中国计量大学能源环境与安全工程学院；中国计量大学光学与电子科技学院；替科斯科技集团丽水流体设备有限公司；替科斯科技集团丽水流体设备有限公司；中国计量大学能源环境与安全工程学院；中国计量大学光学与电子科技学院

关键词：偏心半球阀;有限元分析;热固耦合;应力场;优化设计

基金：浙江省“尖兵领雁+X”研发攻关计划(2024C01228)

为应对现代工业领域中日益增长的高温高压工况需求，采用有限元方法，对偏心半球阀进行温度-力学耦合数值模拟，深入探讨高温条件下的固体力学特性。对阀门三维模型进行处理，随后，利用多物理场耦合技术，在标准环境温度（20 ℃）和高温工况（300 ℃）下，对阀门整体及其核心部件的应力与应变进行多物理场耦合仿真分析。研究结果显示：在标准环境温度下，阀门的最大应力为243 MPa，最大变形量为0.087 mm；而在高温条件下，最大应力增至244 MPa，最大变形量为0.094 mm。与相关材料标准进行对比验证后发现，变形量处于可接受范围内，但在设计压力作用下，阀门内流道的部分应力超过了允许值。将材料替换为17-4PH之后，阀门满足相关的性能标准。还通过一系列温度条件下应力与应变的综合分析，拟合出应力与变形随温度变化的规律曲线，为偏心半球阀在高温工况下的应力-应变分析提供了参考，并为进一步的优化提供支持。

来源：2025年第21期

《机床与液压》期刊编辑部

查看机床与液压杂志2025年第21期