[发明专利]一种阀体优化设计方法

权利要求书

1.一种阀体优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立阀体的三维几何模型；

S2：根据阀体的三维几何模型对阀体建立有限元计算模型，根据有限元计算模型计算在内压作用下的应力分布；

S3：根据应力分布获取高应力区和危险截面，对危险截面进行应力线性化分析，得到应力线性化结果，所述应力线性化结果包括一次薄膜应力和一次弯曲应力和二次应力；

S4：根据得到的所述应力线性化结果进行阀门安全性评价；

S5：获取安全性评价结果，若安全性评价结果为安全时，则根据得到的所述应力线性化结果进行阀门的经济性评价；

S6：获取经济性评价结果，若所述经济性评价结果为经济时，则认为此时的阀体结构为最优设计方案；

若经济性评价结果为不经济时，则进行优化设计，并重复S1-S5步骤。

2.根据权利要求1所述的阀体优化设计方法，其特征在于，若S4步骤中阀门安全性评价为不安全时，则进行优化设计，并重复S1-S4步骤。

3.根据权利要求2所述的阀体优化设计方法，其特征在于，在所述S4步骤中，进行优化设计的方法为，依据阀体结构的连续性，将阀体划分为若干个阀体区域；若高应力区位于某个阀体区域内部，则增大高应力区所在阀体区域的材料的厚度；若高应力区位于若干阀体区域的交界处，则同时增大高应力区相邻的多个阀体区域的材料的厚度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的阀体优化设计方法，其特征在于，所述根据得到的所述应力线性化结果进行阀门安全性评价的步骤中，同时满足以下条件时安全性评价结果为安全：

(1)σ_m＜1.0S，或者σ_L＜1.5S；

(2)σ_m+σ_b＜1.5S，或者σ_L+σ_b＜1.5S；

(3)σ_m+σ_b+Q＜3.0S，或者σ_L+σ_b+Q＜3.0S；

其中，σ_m为一次总体薄膜应力，σ_L为一次局部薄膜应力，σ_b为一次弯曲应力，Q为二次应力，S为材料许用应力值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的阀体优化设计方法，其特征在于，在S5步骤中，进行经济性评价的步骤为：

将阀体划分为若干阀体区域；

获取每个阀体区域的应力线性化结果；

依次判断每个可优化的阀体区域是否满足经济性准则，若每个阀体区域得到的应力线性化结果都符合经济性准则，则判定该阀门的经济性评价结果为经济。

6.根据权利要求5所述的阀体优化设计方法，其特征在于，获取每个阀体区域的应力线性化结果的步骤包括：

根据应力分布获取每个阀体区域的高应力区和危险截面，并对每个危险截面进行应力线性化分析，得到应力线性化结果，所述应力线性化结果包括一次薄膜应力和一次弯曲应力。

7.根据权利要求6所述的阀体优化设计方法，其特征在于，依次判断每个可优化的阀体区域是否满足经济性准则时，所述经济性准则为符合下列两个条件之一；

条件一：

阀体区域的应力线性化结果同时满足，

(1)0.7S＜σ_m＜0.8S，或者0.7S＜σ_L＜1S；

(2)0.7S＜σ_m+σ_b＜1.2S，或者0.7S＜σ_L+σ_b＜1.2S；

其中σ_m为一次总体薄膜应力，σ_L为一次局部薄膜应力，σ_b为一次弯曲应力，S为材料许用应力值；

条件二：

阀体区域厚度为最小限定厚度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的阀体优化设计方法，其特征在于，在所述S6步骤中，进行优化设计的方法为，增大或减小不符合经济性准则的阀体区域的材料的厚度。