应用与试验bookmark0机械研究与应用基于ANSYS的钻井泵泵阀有限元分析蔡荣郝星2，蔚海文刘洋姜海翔3（1.西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；2.中国石油西气东输管道（销售）公司，上海200122；3.荆楚理工学院，湖北荆门448000）较好的稳定性；在泵阀小端面接近内锥面处，应力变形大；阀座外锥面底部边缘的应力较大；中间阀盘的底部轴孔边缘也有很大的应力集中。

　　压力和阀杆导向架施加的挤压力，在分析过程中，通过建立阀座有限元三维网格模型，如所示。

　　1建立模型泵阀阀座的结构图阀座有限元网格模型图经对阀座模型的ANSYS有限元计算，找出阀座各面受力情况，可了解泵阀应力变形分布规律，以便对整个结构进行优化设计，提高泵阀使用寿命0.（1）阀座位移变化情况的分析经过有限元计算，阀座位移变化情况如、所示。与3中相比，此次采用的载荷施加方式不一样，载荷是由阀体在运动过程中产生的接触应力引起的。而3中载荷是线性地施加在阀座锥面的法向方向上。

　　阀座的整体变形图如、所示，阀座内锥面越靠近底端，变形逐渐增大，在泵阀小端面接近内锥面处，应力变形大，与以往对阀座失效主要形式的研究结果相符，即为阀座下部锥面下沉，而上部锥面基本无变形，形成上下两个锥面，从而导致密封失效，进而泵阀失效。另外，阀座下部接近筋板附近的内锥面以及与锥面连接处的筋板也有定的变形，可见筋板的存在对阀座起了很大的支撑作用0.泵阀是钻井泵中的关键部件，也是易损件，使用寿命较低，目前对泵阀的失效分析和动力学方程等方面的研究很多，但很少涉及泵阀的三维应力变形分析。采用ANSYS程序对BF700I新型钻井泵泵阀的带筋阀座进行分析，以了解掌握泵阀的应力分布和变形规律，优化泵阀结构，增强其密封性能，提高泵阀的使用寿命121.建模时，泵阀采用三维立体建模，选用Solid185.阀座材料为优质合金钢，选用各向同性线弹性材料，其应力-应变关系通过弹性模量E（E松比v（v =0.3）等常数来确定H.阀座与阀箱之间以锥面配合，由于阀箱的体积和刚度都很大，可认为在阀座外锥面上，各结点的径向位移、轴向位移均为零，即面为固定边界。阀座的小端边界以及由筋板所隔内腔均承受均匀分布的工作载荷，如所示。即为泵压（取高泵压为50MPa），且均匀分布。其余边界均为自由边界，不承受载荷4. 2求解及分析在计算过程中侧重对阀座进行定性分析，由于在钻井泵工作过程中，阀座主要受到钻进液压力的作用，在工作过程中，阀座外侧面承受液缸施加的接触力和挤压力，内侧锥面承受阀体通过阀胶皮施加的挤应用与试验bookmark1相一致。

　　的径向变时为施加载荷为50MPa时，阀座通孔处形随相对位置的变化，为施加载荷为，阀座通孔处的应力值随相对位置的变化。

　　阀座位移变形图Ibookmark2阀座位移变形图nbookmark3图机械研究与应用17施加载荷为50MPa时，阀座通孔处的径向变形随相对位置的变化（2）阀座上的VonMises应力阀体与阀座采用接触单元，施加渐进的位移载荷，阀座应力变化情况如、所示。

　　施加载荷为50MPa时，阀座应力值随相对位置的变化bookmark10从表1可以看出，阀座通孔处的径向变形呈抛物线形状，中间部位基本上没有径向变形。从表2可以看出，通孔的上下两端存在较高的应力，与变形情况中对泵阀变形的描支撑作用。

　　盘的底部轴孔边缘应力集中，而由定量阀座具有很好的稳