液壓截止球閥是飛行器壓力調節系統中常用的部件，目前大都是從工業設計和使用用途的角度研究液壓截止球閥，缺少液壓截止球閥在不同環境工況下工作過程的應力和變形情況分析， 以及零部件的可靠性和安全性技術指標。設計運用有限元分析軟件ANSYS，對某產品的手動液壓截止球閥進行強度和剛度分析，得到手動液壓截止球閥的應力和變形情況。以分析結果為基礎，給出了手動液壓截止球閥零部件的可靠性和安全性技術指標。在產品設計初期，運用ANSYS 分析軟件對產品及零部件進行不同工況下的受力分析，可以得到產品的設計參數，優化設計產品，使得產品綜合特性達到最好。

　　隨著社會的不斷發展， 閥門已經廣泛應用于各行各業，逐步向著規格類型系列化、使用壽命延長化、產品參數擴大化等多方面綜合發展， 成為各種機械設備不可缺少的部件。液壓截止球閥是飛行器壓力調節系統中常用的部件，控制工作介質的通和斷。

　　在打開和關閉液壓截止球閥時， 存在著球體轉動與密封副之間產生的巨大摩擦力。因為啟閉力矩過大，會影響到液壓截止球閥的開關速度，轉動力矩過大，閥桿與球體連接處容易損壞， 較大的摩擦力可以導致密封副磨損加快， 縮短液壓截止球閥的使用壽命。在高溫、高壓和特殊工況下還會影響到液壓截止球閥使用的可靠性、耐久性和安全性，缺少液壓截止球閥產品及零部件的可靠性和安全性技術指標。因此，根據不同的使用工況， 給出液壓截止球閥在工況下的使用情況模擬， 得到液壓截止球閥在工況條件下使用的薄弱環節，給出液壓截止球閥的最佳設計參數組合，滿足不同工況條件下對液壓截止球閥的設計要求是閥門生產企業面臨的主要問題之一。

　　本文根據液壓截止球閥的使用工況， 運用有限元分析軟件ANSYS 對產品及其零部件進行受力分析，得到了產品和各零部件的應力分布和變形情況， 以及產品的設計參數， 并且將液壓截止球閥在不同環境溫度和預緊力矩條件下的工作情況進行了計算和比較。綜合分析結果，找出液壓截止球閥的薄弱環節，優化改善產品設計，給出產品設計的最佳參數組合，使產品在滿足工況使用條件下綜合性能達到最佳。

液壓截止球閥機械結構設計

　　液壓截止球閥的工作原理是球閥借助手柄驅動裝置在閥桿上端施加一定的轉矩并傳遞給球體， 使它旋轉90°， 球體的通孔則與閥體通道中心線重合或垂直，球閥便完成了全開或全關的動作。

　　某產品液壓截止球閥由于使用環境的要求，產品的結構十分復雜，主要由閥芯、閥體、襯套、閥座、密封圈、彈簧等零部件組成。液壓截止球閥的機械結構原理三維模型如圖1 所示。由于受介質的腐蝕和沖刷，密封面產生磨損，導致球閥泄漏。因此，本產品采用碟簧補償結構，解決了產品在低溫工況下密封材料冷縮產生間隙和高溫工況下密封材料膨脹磨損所導致的產品泄漏問題，保證球閥良好的密封性能，維護系統的正常使用。

總結

　　通過運用有限元分析軟件對產品進行強度和剛度分析，可以得到產品的應力和變形情況。通過對計算結果的分析，優化改善產品設計，得出產品在不同工況下的最優設計參數組合， 并且給出了產品及其零部件在使用需求下的可靠性和安全性技術指標參數。在產品設計初期，應用有限元分析軟件對產品進行設計分析，提高了產品的設計效率， 并且有效地縮短了產品的設計周期，很好地提高了產品使用的可靠性和安全性。