考虑到阀盖结构的对称性,可取阀盖的一半进行计算,有限元模型见图5。模型以10节点4面体单元建立,共有69 546个单元, 14 135个节点。

模型中的载荷包括3类。①25.0MPa的内压,作用于阀盖底端。②连接螺栓预紧力,大小仍为F ,方向向下,可等效成平均压力施加于底部法兰顶端对应的圆环面上。③自重,作用于阀盖的全部质量上。模型的约束有阀盖底端密封面的位置上约束沿通径方向的平动位移和垂直方向的位移,阀盖的对称面上给出对称性约束。
阀盖壁面的应力强度应力分布。由图可知阀盖的最大应力为190MPa ,发生在阀盖底端密封面外侧的尖角处,其作用的区域仅在尖角周围约4 mm的范围内,这个区域非常小,因此可将其视为局部的峰值应力。该区域以外的局部结构属于结构不连续区域,因此此处的应力可视为二次应力,其值约为150 MPa。阀盖的主要受力部位为底部法兰,由图中的应力分布可得知,此处应力都较小,其中一次薄膜应力不超过60 MPa ,一次薄膜加一次弯曲应力(即一次应力)不超过90 MPa。阀盖的整体变形很小,最大位移为0.051 mm ,发生在底部法兰上,而在密封面位置上的位移不超过0.003 mm。