球阀广泛用于石油矿山，运输和精炼设备，主要在石油管道运输中发挥安全的拦截作用。
本文中，对于自由转动阀，假设作用在楔形塞的表面上的力在开口阀的操作期间不随时间变化。形塞结构的数值模拟计算由平台ANSYS Workbench执行，获得不同的开度。析了楔形塞的等效应力和总变形，并通过开口分析了楔形塞的最大等效应力和最大总变形量。
为楔形塞的结构设计和优化提供了参考。挡板的阀门;数字仿真;等效约束;使用X543FCL600阀门作为分析对象，使用Pro / E对旋塞阀和楔形塞进行三维建模，创建了一个三维的总变形模型，参见图1。析网格角插头结构使用ANSYS Workbench和Pro / E接口将楔形插头3D模型导入ANSYS Workbench软件进行特征和边界定义，然后使用网格生成技术采用自动网格方法。格方法是自动的，然后定义网格单元的大小（Body Sizing）;对于实体结构应力分析，该单元的默认单元类型是SOLID187单元，具有10个节点和次级位移模式。适用于生成不规则网格模型。样就完成了车轮结构网格的划分，当网格完成时，边角网格单元的数量为112695，节点总数为163385，如图2所示。
塞结构模型基于弹性力学和结构静力分析的基本方程，以及有限元分析（FEA）来数值分析楔形塞的结构。阀的流场的压力负载被简化，处理和均匀地加载。流体流体接触的表面上。
据基本有限元理论和最小势能原理，可以得到有限元方程：[K] {δ} {F}式中：[K]是塞子的总刚度矩阵角度{δ}是全局节点位移矢量{F}全局关节载荷矢量角栓材料是WCB（碳钢铸钢），其性能如表所示1.舱底盖有限元模型的应力条件：在静力分析过程中确定的操作条件下对舱底盖进行分析，提升后舱底盖的位置是固定的，以便在舱底盖与阀杆接触的位置增加轴向。移约束限制了它的向上和向下运动;楔形塞和圆盘的接触面必须增加一个旋转约束，以限制楔形塞在X和Z方向上的旋转。形塞上的载荷主要是楔形塞上的流体压力载荷。
其接收的流体的压力负荷相比，恒温阀芯后者的重力可以忽略不计。场的压力载荷从流场分析结果获得，并且在简化之后，压力载荷均匀地加载在相应的接触表面上。
3显示了孔径为0.5时楔形插头的载荷和应力。
过对球阀流场的数值模拟分析得到计算结果当阀门闸门开度大于50％时，阀瓣楔形阀的压力载荷变化力与阀门的转动开度成反比，也就是说，水龙头的开度越大，压力负荷越大。子受到的影响很小。文对开放式旋塞阀法兰阀结构进行静态分析，分别为0.5度开度，025度开度和0.1度开度三种工况。幕。4和图5示出了在三种工作条件下等效应力的分布和楔形塞的总变形。论在低开度条件下，楔形塞具有高应力集中，高应变，高疲劳，操作时必须避免长时间和小开口条件。流场中较高压力载荷的作用下，楔形阀与阀杆之间的接触存在较大的集中力，这不会提高阀门的稳定性。门。
想在楔形阀的底部添加支撑以改善应力集中。形塞的最大总变形发生在楔形塞的中心，与流体直接接触。形塞的结构可以设计成增加该部件的强度。
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