【技术实现步骤摘要】
快速球阀的阀杆设计方法
本专利技术涉及球阀设计领域。更具体地说，本专利技术涉及在风洞试验系统中，对快速球阀阀杆传动链动态结构进行设计时使用的一种快速球阀的阀杆设计方法。
技术介绍
在航空航天类高超声速风洞试验系统中，快速球阀作为主供气系统的重要控制设备，要求具有承压高（42MPa）、启闭压差大（40MPa）、快速开启（≤1s）、频繁启闭的功能特性，因此对快速球阀阀杆的结构提出了较高的设计要求。在实际试验时，快速球阀与普通球阀开启失效的扭曲方向正好相反，经过研究发现，快速球阀在开启过程初始，执行器以较高的初始加速度对阀杆进行做功，由于阀杆与球体采用机械连接，进而带动球体作旋转运动，在开启末端时，由于机械式结构限位作用，阀杆“瞬时”停止，加速度变为0，而与之相连接的球体经过90°的加速度旋转，获得了较大的动能角速度，作用在阀杆上，使阀杆受到了较大的冲击载荷，进而发生反向扭转失效变形，降低了设备整体的传动定位精度，严重时发生传动链失效的事故发生。目前为解决这一问题现象的发生：普遍的做法是加大阀杆传动链部分的安全系数...
【技术保护点】
1.一种快速球阀的阀杆设计方法，其特征在于，基于阀杆在动应力载荷下的发生过程建立对应的理论模型，以得到对应的动载荷安全评估值作为有限元强度结构应力分析设计评估软件的理论参数值；/n其中，所述理论模型被配置为包括：快速球阀在末位角速度所形成的冲击应力理论模型，以及阀杆的变形承受能力理论公式，且所述阀杆的变形承受能力理论公式是基于材料固有能量法对阀杆传动链冲击动载荷工况下的阀杆变形承受能力进行推导以得到；/n所述冲击应力理论模型是基于动力加速度理论进行推导，进而得出快速球阀从启动至90度运动结束关闭时，所形成的末位角速度理论模型，且所述末位角速度理论模型的建立被配置为包括：/n...
【技术特征摘要】
1.一种快速球阀的阀杆设计方法，其特征在于，基于阀杆在动应力载荷下的发生过程建立对应的理论模型，以得到对应的动载荷安全评估值作为有限元强度结构应力分析设计评估软件的理论参数值；
其中，所述理论模型被配置为包括：快速球阀在末位角速度所形成的冲击应力理论模型，以及阀杆的变形承受能力理论公式，且所述阀杆的变形承受能力理论公式是基于材料固有能量法对阀杆传动链冲击动载荷工况下的阀杆变形承受能力进行推导以得到；
所述冲击应力理论模型是基于动力加速度理论进行推导，进而得出快速球阀从启动至90度运动结束关闭时，所形成的末位角速度理论模型，且所述末位角速度理论模型的建立被配置为包括：
S1、直线运动与回转运动的模型关联；
S2、基于模型关联得到快速球阀球体关闭末位角速度的计算公式；
所述模型关联被配置为包括：
在初始动速度为0的直线运动中，具有公式一：
；
在初始角速度为0的回转运动中，具有公式二：
；
其中，φ为角行程末速度，t为时间，ω为角行程匀加速度，ѵ为直行程匀加速度，S为直行程末速度；
所述快速球阀球体关闭末位角速度计算公式的推导方式被配置为包括：
在初始角速度为0的匀加速度状态下，将弧度代入至公式二中，得到快速球阀球体关闭末位角速度对应的公式三：
。
2.如权利要求1所述的快速球阀的阀杆设计方法，其特征在于，所述阀杆的变形承受能力理论公式推导步骤被配置为包括：
S3、通过直线运动末端动...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯峰伟，袁世伟，朱超，陈德江，唐志共，于子泉，吴斌，马晓宇，刘崇智，王博，贾忠琪，唐绍杰，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。