三偏心蝶阀密封接触问题的有限元分析
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- 摘要：对三偏心金属蝶阀密封面接触问题进行了非线性有限元分析，阐明了其理论依据。数值模拟过程中，充分考
虑了轴向偏心、径向偏心、角偏心的设计参数对密封而密封比压的影响，以DN 300 ISl径、PN 5 MPa工作压力的三偏心
金属蝶阀为例，得到其密封时的应力分布，埘满足一定压力下“双向零泄漏”三偏心蝶阀的结构优化有指导意义。
关键词：三偏心蝶阀；数值仿真；接触问题；密封比压；非线性有限元
中图分类号：TB42 文献标识码：A 文章编号：0254—0150(2006)6—056—5
三偏心金属密封蝶阀因其温度、压力适用范围
广，可实现双向“零泄漏” 密封。近年来得到迅猛
发展。然而迄今为止国内尚未对其进行系统的研究及
合理规范的设计计算。三偏心蝶阀的密封副结构是其
产品实现密封的关键。本文作者采用数值仿真的方法
在不干涉的基础上对其密封副间的密封比压进行分析
计算。尤其是对密封副间的密封接触问题，利用大型
通用软件I-DEAS进行了非线性有限元分析。
1 三偏心蝶阀的结构特征
三偏心金属蝶阀属于强制密封蝶阀范畴，采用接
触式机械密封，其蝶板关闭时在力矩的作用下靠一定
的过盈量在阀座密封面间形成密封比压，实现密
封 。如图1所示，其主要结构特征是它的3个偏心
量旧 ：阀板的回转中心相对于密封面中截面的轴向偏
心o；阀板的回转中心相对于阀体中心线的径向偏心
b；圆锥形密封面的中心线与阀体中心线形成的角度
为口的角偏置。经过第3次偏心后，蝶板的密封断面
不再是圆，而是椭圆。密封过程中，蝶板与阀座锥形
基金项目：安徽省高等学校自然科学研究项目(2005kj047)．
收稿日期：2006—02—20
作者简介：徐滟(1969一)，女，讲师，硕上，主要从事化 I：设
备的数值仿真研究．E-mail：xuyww@163．com．
密封副间的接触界面的区域大小和相互位置以及接触
状态都是事先未知的，并呈现出复杂的接触非线性的
特点。 ...
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