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第1章 绪论1

1.1 阀门技术概述1

1.1.1 阀门发展历史1

1.1.2 国内外阀门研究现状、水平和发展趋势2

1.2 阀门水锤控制技术3

1.3 现代设计方法与技术的发展现状与趋势4

1.3.1 现代设计方法与技术和传统设计方法与技术的关系4

1.3.2 现代设计方法与技术的特点5

1.3.3 几种常见现代设计方法及应用6

1.3.4 现代设计方法与技术的发展趋势10

1.4 虚拟样机技术理论基础概述11

1.4.1 多体系统动力学概述11

1.4.2 多体系统动力学的发展及研究方法11

1.4.3 多柔体系统动力学基本原理、研究方法及其工程应用13

1.5 多学科设计优化技术概述14

1.5.1 多学科设计优化技术国内外研究现状14

1.5.2 多学科设计优化的方法与策略15

1.5.3 多学科设计优化技术在工程上的应用16

1.6 选题背景和研究意义16

1.6.1 选题背景16

1.6.2 研究意义17

参考文献17

第2章 新型双向硬密封大口径旋球阀设计与投入风险评价23

2.1 新型双向硬密封大口径旋球阀结构23

2.1.1 新型双向流硬密封旋球阀工作原理23

2.1.2 预置偏心量的确定24

2.2 新型双向流硬密封旋球阀密封设计25

2.2.1 密封结构特点25

2.2.2 密封副材料选择25

2.2.3 新型双向流硬密封旋球阀密封关键参数的计算25

2.2.4 硬密封面宽度确定30

2.3 新型双向流硬密封旋球阀阀体设计33

2.3.1 新型双向流硬密封旋球阀阀体材料选择33

2.3.2 新型双向流硬密封旋球阀阀体壁厚确定33

2.4 新型双向流硬密封旋球阀阀轴最大力矩分析34

2.5 新型双向硬密封大口径旋球阀投入风险评价36

2.5.1 新型双向流硬密封旋球阀开发投入风险评价模型建立36

2.5.2 新型双向流硬密封旋球阀开发投入项目的风险评估值38

2.5.3 新型双向流硬密封旋球阀开发投入风险评估应用实例38

参考文献41

第3章 新型双向硬密封大口径旋球阀静力学仿真分析43

3.1 管道水锤波产生机理分析43

3.1.1 水锤现象43

3.1.2 管道水锤波叠加原理43

3.1.3 管道水锤波的干涉44

3.1.4 管道水锤波动过程45

3.2 流体管道中冲击信号传播的机理分析46

3.2.1 流体管道冲击信号的流体动力方程46

3.2.2 流体管道中两种波的传播和衰减规律49

3.3 新型双向硬密封大口径旋球阀强度与刚度有限元分析51

3.3.1 强度与刚度有限元分析理论基础51

3.3.2 反向压力作用时强度与刚度有限元分析54

3.3.3 正向压力作用时强度与刚度有限元分析56

3.4 新型双向硬密封大口径旋球阀密封性能有限元分析58

3.4.1 接触数值计算方法59

3.4.2 新型双向硬密封大口径旋球阀密封机理62

3.4.3 基于有限元分析的新型双向硬密封大口径旋球阀密封比压分析63

参考文献65

第4章 新型双向硬密封大口径旋球阀动力学仿真分析67

4.1 新型双向硬密封大口径旋球阀虚拟样机设计优越性分析67

4.2 ADAMS动态仿真分析理论基础67

4.3 新型双向硬密封大口径旋球阀动力学仿真70

4.3.1 新型双向硬密封大口径旋球阀动力学方程70

4.3.2 新型双向硬密封大口径旋球阀的动力学仿真算法71

4.3.3 新型双向硬密封大口径旋球阀工作过程动力学模型73

4.3.4 虚拟样机与ADAMS/control模块的数据交换74

4.3.5 新型双向硬密封大口径旋球阀动力学仿真分析74

参考文献77

第5章 新型双向硬密封大口径旋球阀多学科设计优化78

5.1 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化概述78

5.1.1 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化的必要性78

5.1.2 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化的特点79

5.2 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化的要素组成80

5.2.1 多学科设计优化技术的近似概念80

5.2.2 多学科设计优化数学建模82

5.2.3 多学科设计优化的面向设计分析82

5.2.4 多学科设计优化技术系统分解83

5.2.5 多学科设计优化的系统敏感性分析83

5.2.6 多学科设计优化技术的优化算法84

5.2.7 多学科设计优化的人机接口85

5.2.8 多学科设计优化的优化过程85

5.3 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计协作优化策略86

5.4 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化87

5.4.1 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化思路87

5.4.2 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化模型88

5.4.3 自适应变尺度混沌优化算法89

5.5 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化实现90

5.5.1 新型双向流硬密封旋球阀多目标函数设计91

5.5.2 新型双向流硬密封旋球阀设计优化仿真流程92

5.5.3 新型双向流硬密封旋球阀多学科设计优化结果92

参考文献95

第6章 新型双向硬密封大口径旋球阀性能分析研究96

6.1 新型双向硬密封大口径旋球阀球密封面特性分析96

6.1.1 双层辉光离子渗金属技术特点96

6.1.2 新型双向硬密封大口径旋球阀球密封面硬化99

6.1.3 新型双向硬密封大口径旋球阀球密封面硬化性能实验99

6.2 新型双向硬密封大口径旋球阀球密封面静压寿命分析101

6.2.1 新型双向硬密封大口径旋球阀球密封面静压寿命实验101

6.2.2 新型双向硬密封大口径旋球阀球密封面静压寿命实验结果讨论103

6.3 新型双向硬密封大口径旋球阀其他性能特点103

参考文献104

第7章 结论与展望106

7.1 结论106

7.2 展望107

参考文献107