减压阀是蒸汽系统中的重要设备,国产导控型减压阀在使用过程中存在着调压不稳定、使用寿命短、故障率高及易产生振动与噪声等问题。本文以某款导控型减压阀为基础,对其进行了仿真分析及优化。主要内容包括:减压阀系统仿真及特性优化、减压阀流场仿真及振动与噪声分析、减压阀膜片的疲劳寿命预测。针对减压阀调压不稳定问题,本文在分析减压阀工作原理的基础之上,建立减压阀系统的数学模型,并在Simulink平台上对其进行了系统仿真与分析。通过总结蒸汽系统中对减压阀静、动态特性的需求,对不同结构参数对减压阀静、动态特性的影响进行仿真分析,并从中选取可行优化参数,制定评价函数,采用多目标粒子群算法对减压阀的稳定性、压力特性和流量特性进行了优化,经过与优化前的压力输出曲线对比,验证了特性优化的可行性。为研究减压阀振动与噪声问题,需对减压阀内部流场进行仿真分析。本文首先对减压阀主阀腔的内部流场进行了稳态仿真,在分析稳态流场基本特征的基础上,采用动网格技术,对主阀腔内部流场进行瞬态仿真,得到更逼近真实情况下的主阀腔内部流场信息,分析了诱发振动与噪声的原因。并通过对流场关键点位置进行监测,获取了压力脉动数据。同时,对减压阀结构模态和声腔模态进行有限元计算,分别得到了结构和声腔的模态频率和振型。将获取的压力脉动数据进行频谱转化,与模态频率进行对比,分析了可能出现结构共振和声腔共鸣的频率及振型。对于减压阀使用过程中最容易失效的金属膜片,本文对其进行了疲劳寿命分析。采用有限元方法,分析了热-结构耦合情况下,膜片工作过程中的应力分布。针对实际产品中采用一层膜片和两层膜片两种方案,采用名义应力疲劳寿命分析方法和线性累积损伤理论,结合已有文献中的疲劳寿命曲线,在进行平均应力修正的基础上,对两种方案的膜片疲劳寿命进行了预测,并与减压阀设计使用寿命进行了对比校核。通过以上研究,本文为导控型减压阀的研制提供了理论支撑,并为后续减压阀产品的改进和系列化提供了参考。