井口P110套管失效原因分析

通过观察宏观形貌、测量几何尺寸、测试力学性能、分析显微组织等,分析P110套管和卡瓦的失效原因。分析认为:P110套管与悬挂器不同轴及卡瓦结构设计不合理是造成套管及卡瓦失效的主要原因,腐蚀介质加速了失效进程。提出卡瓦式悬挂器的改进措施,如增大卡瓦长度,增加单位长度卡瓦齿数,将贯穿环形槽改为凸台式等。     

可回收整体卡瓦渗碳工艺研究

整体卡瓦作为压裂用悬挂封隔器的锚定机构,广泛应用于页岩气分段压裂工艺中。可回收整体卡瓦替代常规铸铁整体卡瓦,可有效提高工具的可靠性和悬挂性能,并具有可回收能力。研究整体渗碳后退火和局部渗碳后回火这两种不同热处理工艺对20CrMnTi合金整体卡瓦的影响。结果表明,优选采用局部渗碳后回火的方式,在保证卡瓦具有较高塑性和韧性的同时保证卡瓦牙具有较高的硬度,可满足卡瓦的锚定性能、耐冲击性能及可回收性能。     

空预器弹性密封板疲劳分析及试验研究

为了验证运行中空预器弹性密封板的疲劳性能,采用数值模拟与物理试验相结合的方法进行了疲劳性能的对比研究。利用ANSYS软件对已知点焊位置和个数的密封板模型进行静强度分析和疲劳性能数值模拟,并对空预器弹性密封板实物进行了疲劳试验。模拟和试验结果表明,弹性密封板满足设计寿命周期内的强度要求,具有良好的疲劳性能。这为新型空预器弹性密封板的研制以及使用过程中的维护提供重要的理论依据。     

无泄漏柱塞缸橡胶密封构件的仿真分析

进行一种新型无泄漏柱塞缸的研究,运用ABAQUS建立橡胶密封构件的有限元模型,并对其工作过程进行仿真模拟。分析计算橡胶密封构件在初始状态和工作状态下的变形、von Mises应力、剪切应力和接触压强,有效地预测其引起破坏失效的区域。分析橡胶密封构件变形的Mises屈服准则和剪切应力准则,以判定两种状态下密封构件是否失效。本文为无泄漏柱塞缸橡胶密封构件的优化设计提供理论依据。     

直动式球面密封高压安全阀密封失效及改进研究

航天伺服系统配套使用的高压安全阀,要求其体积小、压力高、流量大、响应快。直动式球面密封高压安全阀为其中一种重要的结构形式,虽然其结构简单,但密封失效问题严重影响产品性能以及调试效率和合格率,造成交付进度延误甚至造成巨大经济损失。采用理论计算、仿真分析以及试验研究方法对直动式球面密封高压安全阀的密封失效机制进行了研究并提出了改进措施,通过试验验证了改进密封结构的有效性。     

水润滑高速电主轴轴承零泄漏密封结构设计与仿真分析

文章设计一种新型的迷宫密封与高压气体密封相结合的密封方式，利用Gambit和Fluent相关计算流体动力学软件，基于两相流和瞬态模型模拟新型密封方式的密封原理，分析该系统的内部流场和压力分布。根据不同入口压力和密封间隙条件下的气液两相图，进行对比分析，确定最优密封压力和密封间隙。分析结果表明该非接触、动力密封结构密封效果良好，为水润滑高速电主轴轴承密封结构的设计提供了新的思路。     

点焊对板材变形量影响的模拟

针对点焊数量、质量会改变被焊件的整体性能这一问题,利用ANSYS workbench的DM模块建立点焊模型,然后在静态结构分析系统中模拟在相同压力下,不同点焊数量时板材变形量;一定焊点数量时,在不同压力下,板材的变形量;一定拉力下,不同位置焊点失效后板材的变形量以及某一焊点失效时,在不同拉力下板材的变形量。最后通过整理数据及分析得出承受能力稳定的焊点数,相同压力下第二焊点失效时板材变形量最大,倒数第二焊点失效变形最小。     

流固耦合下金属波纹管应变及模态分析

以S形金属焊接波纹管为研究对象,针对密封腔流体及预应力耦合激励诱发波纹管振动失效问题,建立了机械密封的耦合模型;对比分析流体和预应力对波纹管模态的影响,得到了波纹管在不同工况下的振型、自振频率和等效应变。结果表明:波纹管模态在外部流场作用下变化较明显,预应力几乎不影响波纹管固有频率;流场压力恒定时,增大转速和预应力,波纹管等效应变减小;随着流体进口压力增大,波纹管的最大等效应变和应力增大。研究结果为机械密封失效机制和波纹管结构优化设计提供了理论依据。     

新型高压水压试管机端头自密封装置的研制

为保证钢管质量,相关标准要求对钢管进行水压试验。传统的水压试管机存在生产效率低,使用和维护成本高,管端存在试压盲区等不足。介绍了一种新型高压水压试管机端头密封装置,可用于双线管材水压试验设备。其突出特点是,当钢管内充满高压水后,由于水压的作用使密封圈发生变形从而起到自密封作用。该密封装置适合于钢管超高水压外径密封。     

压缩型封隔器密封结构失效分析与试验研究

为了减少常规压缩型封隔器失效事故，开展封隔器常用橡胶材料的单轴拉伸和压缩实验，基于实验数据和Abaqus大变形接触有限元分析，对常规压缩型封隔器力学性能进行分析，并设计一种可扩张式封隔器，研究不同压差、温度和摩擦因数对扩张胶筒密封性能的影响，最后对所设计的扩张式胶筒进行了试验研究。结果表明：常规封隔器的胶筒在完成密封的过程中，上胶筒主要起密封作用，而且受到的应力较大，过大的应力会引起常规胶筒肩部压紧而发生疲劳失效，采用扩张式密封方式能够提高胶筒密封性能和减少胶筒台肩压缩变形失效问题。试验还发现新型密封胶筒在108～140℃温度范围内坐封和承压性能稳定。     

基于响应曲面法的盾构机单唇形铰接密封性能研究

为提升盾构机铰接密封性能和使用寿命,研究其密封机制及主要失效形式,使用ANSYS Workbench软件建立密封二维轴对称模型,基于响应曲面法分析各影响因子对密封性能的灵敏度和影响趋势,并进行油脂用量的量化研究。结果表明：影响因子的灵敏度由大到小依次为材料的弹性模量、润滑油脂压力、倾斜角度和密封油脂压力;通过合理构建背压能够提高密封的耐压能力;随着材料弹性模量的增大,密封最大等效应力和最大接触压力呈现线性增大;倾斜角度的增大会引起外侧密封压缩量减小,使最大等效应力和最大接触压力减小;材料弹性模量、倾斜角度和润滑油脂压力的交互效应对外侧密封最大接触压力的影响均较显著。对密封性能进行多目标参数优化,获得油脂压力的最优组合方案,为实际工程施工提供参考。     

基于渗透边界的O形组合圈密封特性研究

为准确研究高压柱塞副O形组合密封圈的密封特性,考虑流体向密封接触区渗透对接触压力的影响,基于逐点比较法提出了综合渗透与非接触边界的数值仿真方法,研究高压流体作用下O形组合密封圈的接触压力与von Mises应力分布。进一步讨论不同预压缩量与流体压力下O形组合密封结构参数对其密封性能的影响。分析结果表明:综合渗透边界与非接触边界的分析方法具有较高的可靠性,试验对比误差为2.9%～4.3%;随着O形圈预压缩量增大,主接触压力与密封长度明显增大,而内部von Mises应力与侧接触压力的变化较小;随着流体压力的增大,O形圈von Mises应力与主、侧接触压力均明显增大,但密封长度的变化较小。此外,组合密封挡圈应用于高压柱塞副可有效避免O形圈局部应力集中,挡圈接触压力随流体压力的增大而增大,但明显小于O形圈主接触压力,仅起辅助密封作用。研究结果为高压柱塞副动密封结构设计与优化提供了依据。     

波纹管机械密封多体多场热流固耦合性能分析

建立波纹管机械密封的波纹管-动环-流体膜-静环多体模型,对高温、高压、高速工况下的密封界面进行热流固耦合数值计算与分析,得到密封环在温度场、速度场、压力场等多场耦合影响下的应力和应变规律。在此基础上,分析主轴转速和流体压差对密封环端面温升和热应力变形的影响规律。结果表明:动静环的最大变形在端面的内径处,且变形量由内向外递减;动环端面的温升随密封压力和转轴旋转速度的增大近乎呈直线增加;动环的热应力变形程度随主轴转速和流体压差的增加而增加。     

低压密封性能检测回路中溢流安全阀设计

根据煤矿用户对支护装备故障的统计与反馈,当液压系统部分液压阀在低压状态下,出现慢泄漏现象的频次较高。为了适应煤矿井下对液压阀等元件的应急抢修,以确保工作面支护安全,设计一种体积小,便于地面和井下搬运、安装的检测设备。其中,在低压密封性能检测回路中溢流安全阀是其关键组成元件之一。分析现有的直动型溢流阀原理、结构,对其阀芯、阀座、阀体等进行创新性设计,使其在一定压力范围内保持良好的密封性。通过试验验证,溢流安全阀在2 MPa压力下密封可靠,达到矿用液压元件低压密封性能的检测标准。     

基于Fluent的液压密封流体膜压力精确化研究

针对液压密封,密封区域流体膜压力不等于密封压力而导致对油液泄漏量研究有误差和对密封圈密封性能的研究因素考虑不足的情况,从密封圈的密封机制出发研究流体膜压力。基于Fluent中的层流模型Laminar,建立密封圈受到油液压力时的流体膜模型,对密封圈在静密封和动密封2种密封形式下进行有限元分析,得出密封区域的精确压力分布。对比分析了泄漏量的理论计算结果以及用流体膜压力代替密封压力后的修正数值计算结果。结果表明:用流体膜压力代替密封压力计算得到的泄漏量更加准确,误差更小;流体膜压力受密封压力和活塞杆运动速度影响,泄漏量与密封件所受密封压力、活塞杆运动速度成正比,活塞杆运动速度对流体膜压力和泄漏量的影响更大。流体膜精确压力的获得为密封圈密封性能的研究提供了参考,为获得其准确的密封机制奠定了一定基础。     

罩式退火炉炉台密封圈的有限元分析

由于炉台密封失效是钢卷退火时发生表面氧化的主要原因之一,为了寻求炉台密封圈密封失效的原因机理,采用有限元分析软件ANSYS对其进行了有限元分析,结果表明：炉台密封圈内部应力分布不均匀,在密封圈与内罩接触处有应力集中;密封圈沿X方向的变形量较大,几乎达到密封圈的中心线处;密封圈与内罩接触处的左侧边缘处,以及密封圈右侧与安装槽的接触点处较易发生破坏而影响密封质量;密封圈的截面内径越小、材料弹性越好,则其综合密封性能越好。     

正弦微沟槽织构对柱塞密封副摩擦学性能的影响

目的 研究不同工况下正弦沟槽织构对柱塞密封副摩擦性能的影响,以降低压裂泵柱塞密封副的摩擦磨损.方法 基于压裂泵柱塞密封副几何模型和流体润滑理论,建立了正弦微沟槽织构化柱塞-橡胶密封副动压润滑数值理论模型,通过仿真模拟研究了不同柱塞密封压力、运动速度对正弦织构减磨性能的影响.结果 不同密封压力下,从40 MPa增至140 MPa时,织构化柱塞表面的油膜承载力及其增长率都不断增大,摩擦系数增大,增长率减小,且柱塞运动速度越高,油膜承载力及摩擦系数越大.不同柱塞运动速度下,油膜承载力和柱塞速度成线性增长关系,摩擦系数不断增大,增长率则呈现减小趋势.针对常用的压裂泵工况,柱塞运动速度和密封压力为错峰配合.根据仿真结果可以看出,在柱塞运动速度-密封压力为150冲次/min-80 MPa工况下,油膜承载力最大,摩擦系数最小,而300冲次/min-40 MPa工况下的油膜承载力最小,摩擦系数系数最大.结论 正弦沟槽织构能够有效改善柱塞密封副的动压润滑性能,在文中的正弦沟槽织构参数下,随着柱塞密封压力、运动速度的上升,油膜承载力和摩擦系数均呈现增长趋势.     

基于双向耦合的东安513型发动机整机多物理场研究

以东安513型汽油发动机整机为例,基于ANSYS有限元分析软件对其进行流体场、瞬态温度场以及瞬态结构场的多物理场双向耦合研究,实现了对发动机实际工况下的有限元分析。研究了发动机整机在实际工况下的受力以及密封情况,并对现有发动机组合结构存在的密封缺陷进行优化调整。文中详细阐述了在分析过程中涉及到的关键技术和要点,并最终获得了发动机整机实际工作状态下的多个结果云图。根据分析结果云图可以发现,发动机在热载荷、螺栓预紧力以及爆破压力的共同影响下,会使整机发生一定的形变,这种变形会影响其工作状况下的密封性能。通过对分析结果的研究,最终选择调整螺栓预紧力的大小和分布来提高发动机密封性能。     

冷轧工作辊密封解决方案

针对冷轧机工作辊轴承密封失效的问题,分析了密封失效的危害,对工作辊密封件的要求,以及原夹布密封的缺点,提出了采用HDS7无弹簧金属骨架密封 +HDS2金属骨架密封+VR4密封件+LDSLV耐磨衬套（轴有磨损时用）的新方案,并对比了新方案与夹布密封的技术指标。采用新的密封方案,密封效果好,密封件寿命更长,更加经济实用。