2 闸阀的有限元动力学分析

将在SolidWorks软件中建好的闸阀体模型输入ANSYS Workbench软件，在工程数据源列表中添加结构钢，根据工程实际设置材料的特性，分别取其密度7.85x10³kg/m³、抗拉屈服强度250MPa、抗压屈服强度250MPa、弹性模量2x10⁵MPa、泊松比0.3。并进行网格化分，如图4所示。在闸阀的外部添加垂直于外表而5MPa的压力，仿真计算得到等效应力、等效应变、总变形和安全系数云图，如图5一图8所示。

图8 安全系数云图

通过模拟闸阀阀体在实际工况中的情况可以看出，在闸阀壳体与阀板连接处的顶部应变、应力、最大变形量达到的最大值分别为0.000 377 25 mm ,75.449 MPa,0.102 07 mm。从模拟分析的角度来看，其最大应力74.449 MPa远远小于闸阀钢材料的许用屈服应力135 MPa，说明闸阀壳体的最大应力远小于潜水闸阀壳体所用材料的失效应力。另外从安全系数看，闸阀的薄弱部位的安全系数3.313 5，完全满足闸阀的设计要求。所以从以上分析可以看出，矿用潜水电动液压控制闸阀的闸阀壳体的结构设计合理，能够满足实际工况的要求。