Моделирование тонкостенных металлических уплотнений пониженной жесткости - Белоголов, Юрий Игоревич (Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2025)
В статье рассматриваются вопросы снижения нагрузки на тонкостенное уплотнение затвора клапана и, как следствие, минимизации требуемого усилия герметизации создаваемого движущейся частью затвора («золотником») на тонкостенное металлическое уплотнение («седло»), выполненное в виде осесимметричной оболочки. Уменьшение нагрузки со стороны привода может быть достигнуто за счет компенсации («разгрузки») затвора от давления герметизируемой среды, а также за счет снижения приведенной жесткости уплотнения (оболочки). В последнем случае тонкостенная оболочка может быть размещена на пластине (наиболее технологически рациональное исполнение). Такие конструктивные решения будем называть тонкостенными металлическими уплотнениями пониженной жесткости. Расчет и анализ тонкостенных уплотнений пониженной жесткости более сложной геометрической формы, по сравнению с указанной выше, следует проводить с использованием специализированных программных комплексов CAE моделирования, например APM WinMachine. Моделирование тонкостенных уплотнений выполнено в модуле конечно-элементного анализа APM Structure 3D. При нагружении тонкостенных уплотнений, составляющая давления герметизируемой (рабочей) среды не учитывалась, так как процесс нагружения происходит достаточно быстро. По итогам расчетов были получены «Карты» эквивалентных напряжений SVM и «Карты» перемещений. Результаты этого исследования сравниваются с ранее полученными данными для тонкостенной осесимметричной оболочки и оболочечно-пластинчатого «седла». Можно говорить о том, что для тонкостенных уплотнений пониженной жесткости имеется возможность уменьшения рациональных размеров (толщины) оболочки и есть необходимости увеличения рациональных размеров (толщины) пластины при принятых исходных геометрических параметрах.