舰船执行复杂战术动作时,舰船调节阀承受着流体振荡导致的附加耦合负载,导致阀门动作异常,危及舰船安全。为了保证舰船调节阀在调节过程中的安全及可靠,基于ANSYS Fluent建立了调节阀的有限元模型,分析舰船突变工况下调节阀的阀芯轴向受力及流体压力,讨论调节阀在不同的阀芯移动方向和不同阀门入口压力下的阀芯负载变化,揭示舰船调节阀附加耦合负载的形成机制与演化规律。结果表明在一定工况下,调节阀的阀芯受到的附加耦合负载最大超过20 kN;阀芯从下向上移动时,其附加耦合负载逐渐减小,反之附加耦合负载逐渐增大;上游管道输入调节阀的流体压力对附加耦合负载的影响较大;附加耦合负载会造成调节阀执行机构所承受的载荷发生剧烈振荡。

气阀是往复空压机上的易损部件,由于机组排气量调节要求需增加无级气量调节系统,进而改变了气阀的工作状态,使得气阀故障机理变得复杂化。通过建立往复压缩机工作循环的数学模型,利用软件模拟获得压缩机气量调节工况下动态压力曲线;改进数学模型、增加故障影响参数后,模拟了吸气阀的泄漏故障和弹簧刚度失效故障,得到了故障下的气缸压力数据;基于PCA方法进行了气阀故障状态的自动分类。