【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阀门测试，具体涉及一种阀门寿命测试方法和一种阀门寿命测试装置。
技术介绍
1、阀门是流体输送系统中的控制部件，是现代工业控制系统的重要组成部分。阀门一旦出现性能退化甚至完全失效，则会引起一系列的连锁反应，导致工业控制系统运行异常甚至发生事故。因此，阀门的寿命测试是阀门测试的重要一环。
2、目前，对于阀门寿命的测试一般是针对阀芯来设计的。然而在一些控制场景中，由于阀门在受控开、关的过程中，阀杆受到较大的周向驱动力，尤其是在阀杆开始运转（即启动）及阀杆结束运转（即停止）时，阀杆受力会更大，因此阀杆发生疲劳变形、断裂等损坏会是阀门最早出现的寿命问题。
3、因此，有必要设计一种针对阀杆的阀门寿命测试方案。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种阀门寿命测试方法和装置，能够方便准确地获取到阀杆的寿命参数，从而为相应应用场景下的阀门寿命情况提供参考。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种阀门寿命测试方法，包括以下步骤：构建阀门的阀杆驱动模型，并模拟对阀杆的驱动过程；获取所述驱动过程中所述阀杆在启动阶段、加速阶段、匀速阶段和停止阶段的扭转应力；对所述驱动过程中的扭转应力进行等级的划分，并获取各等级扭转应力的作用次数；根据各等级扭转应力的作用次数计算所述阀杆的寿命参数。
4、通过adams（automatic dynamic analysis of mechanical systems，机械系统力
5、模拟对阀杆的驱动过程包括多个驱动周期，每个所述驱动周期为通过驱动所述阀杆以开启所述阀门的过程或通过驱动所述阀杆以关闭所述阀门的过程，每个所述驱动周期均包括所述启动阶段、所述加速阶段、所述匀速阶段和所述停止阶段。
6、所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力为：其中， f1为所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力； t为所述阀杆当前被驱动时所受到的扭转力矩； r1为所述阀杆的半径； j为所述阀杆的极惯性矩。
7、所述阀杆在所述启动阶段的扭转应力为：其中， f2为所述阀杆在所述启动阶段的扭转应力； k0为所述阀杆在所述启动阶段的冲击载荷系数； t r为所述阀杆的抗扭刚度； ω0为所述阀杆前级齿轮在所述阀杆启动时刻的角速度； r0为所述阀杆前级齿轮的半径； g为重力加速度； i1为所述阀杆的转动惯量； i0为所述阀杆前级齿轮的转动惯量； f s为假设所述阀杆受驱动正常匀速运转且所述阀杆前级齿轮的角速度为 ω0时，所述阀杆所受到的静扭转应力。
8、所述阀杆在所述停止阶段的扭转应力为：其中， f3为所述阀杆在所述停止阶段的扭转应力； k1为所述阀杆在所述停止阶段的冲击载荷系数； ω1为所述阀杆在停止前匀速运转时的角速度； f e为所述阀杆在停止前匀速运转时所受到的静扭转应力。
9、通过雨流计数法获取各等级扭转应力的作用次数。
10、根据各等级扭转应力的作用次数，通过miner法则计算所述阀杆的寿命参数，阀杆的寿命参数为：其中， d为阀杆的寿命参数， i表示等级数， n i为第 i级扭转应力的作用次数， n i为在第 i级扭转应力下阀杆出现疲劳损坏的作用次数。
11、一种阀门寿命测试装置，包括：模拟模块，所述模拟模块用于构建阀门的阀杆驱动模型，并模拟对阀杆的驱动过程；第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述驱动过程中所述阀杆在启动阶段、加速阶段、匀速阶段和停止阶段的扭转应力；第二获取模块，所述第二获取模块用于对所述驱动过程中的扭转应力进行等级的划分，并获取各等级扭转应力的作用次数；计算模块，所述计算模块用于根据各等级扭转应力的作用次数计算所述阀杆的寿命参数。
12、其中，通过adams对阀门进行建模，并对驱动阀门的驱动源和传动件进行建模，以构建所述阀杆驱动模型。
13、模拟对阀杆的驱动过程包括多个驱动周期，每个所述驱动周期为通过驱动所述阀杆以开启所述阀门的过程或通过驱动所述阀杆以关闭所述阀门的过程，每个所述驱动周期均包括所述启动阶段、所述加速阶段、所述匀速阶段和所述停止阶段。
14、所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力为：其中， f1为所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力； t为所述阀杆当前被驱动时所受到的扭转力矩； r1为所述阀杆的半径； j为所述阀杆的极惯性矩。
15、所述阀杆在所述启动阶段的扭转应力为：其中， f2为所述阀杆在所述启动阶段的扭转应力； k0为所述阀杆在所述启动阶段的冲击载荷系数； t r为所述阀杆的抗扭刚度； ω0为所述阀杆前级齿轮在所述阀杆启动时刻的角速度； r0为所述阀杆前级齿轮的半径； g为重力加速度； i1为所述阀杆的转动惯量； i0为所述阀杆前级齿轮的转动惯量； f s为假设所述阀杆受驱动正常匀速运转且所述阀杆前级齿轮的角速度为 ω0时，所述阀杆所受到的静扭转应力。
16、所述阀杆在所述停止阶段的扭转应力为：其中， f3为所述阀杆在所述停止阶段的扭转应力； k1为所述阀杆在所述停止阶段的冲击载荷系数； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阀门寿命测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，通过ADAMS对阀门进行建模，并对驱动阀门的驱动源和传动件进行建模，以构建所述阀杆驱动模型。
3.根据权利要求2所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，模拟对阀杆的驱动过程包括多个驱动周期，每个所述驱动周期为通过驱动所述阀杆以开启所述阀门的过程或通过驱动所述阀杆以关闭所述阀门的过程，每个所述驱动周期均包括所述启动阶段、所述加速阶段、所述匀速阶段和所述停止阶段。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力为：其中，F1为所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力；T为所述阀杆当前被驱动时所受到的扭转力矩；r1为所述阀杆的半径；J为所述阀杆的极惯性矩，
5.根据权利要求4所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，通过雨流计数法获取各等级扭转应力的作用次数。
6.根据权利要求5所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，根据各等级扭转应力的作用次数，通过Miner法
7.一种阀门寿命测试装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的阀门寿命测试装置，其特征在于，其中，通过ADAMS对阀门进行建模，并对驱动阀门的驱动源和传动件进行建模，以构建所述阀杆驱动模型。
9.根据权利要求8所述的阀门寿命测试装置，其特征在于，模拟对阀杆的驱动过程包括多个驱动周期，每个所述驱动周期为通过驱动所述阀杆以开启所述阀门的过程或通过驱动所述阀杆以关闭所述阀门的过程，每个所述驱动周期均包括所述启动阶段、所述加速阶段、所述匀速阶段和所述停止阶段。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的阀门寿命测试装置，其特征在于，所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力为：其中，F1为所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力；T为所述阀杆当前被驱动时所受到的扭转力矩；r1为所述阀杆的半径；J为所述阀杆的极惯性矩，
...【技术特征摘要】
1.一种阀门寿命测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，通过adams对阀门进行建模，并对驱动阀门的驱动源和传动件进行建模，以构建所述阀杆驱动模型。
3.根据权利要求2所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，模拟对阀杆的驱动过程包括多个驱动周期，每个所述驱动周期为通过驱动所述阀杆以开启所述阀门的过程或通过驱动所述阀杆以关闭所述阀门的过程，每个所述驱动周期均包括所述启动阶段、所述加速阶段、所述匀速阶段和所述停止阶段。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力为：其中，f1为所述阀杆在所述加速阶段或所述匀速阶段的扭转应力；t为所述阀杆当前被驱动时所受到的扭转力矩；r1为所述阀杆的半径；j为所述阀杆的极惯性矩，
5.根据权利要求4所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，通过雨流计数法获取各等级扭转应力的作用次数。
6.根据权利要求5所述的阀门寿命测试方法，其特征在于，根据各等级扭转应力的作用...
【专利技术属性】
技术研发人员：李茉，刘勇，刘强，
申请(专利权)人：博莱阀门常州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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