组合液压阀端面密封结构的有限元设计

采用限元分析方法对某组合液压阀端面密封结构进行分析,建立该密封结构的轴对称模型,选择合适的材料本构模型并合理地描述接触边界条件,结合有限元分析方法和现行设计标准对该密封结构的尺寸进行设计,并从密封性和强度两个方面对该密封结构的失效模式进行分析,得到密封圈的变形、应力分布以及接触表面的接触压应力和密封长度,证实该密封结构的可靠性。     

新型组合式炮膛密封结构的接触有限元分析

采用非线性有限元分析方法对新型组合式炮膛密封结构的橡胶密封圈和各密封元件之间的接触应力和变形进行了分析.通过分析橡胶密封结构的材料本构关系和非线性工作状态建立了模型,利用ABAQUS非线性有限元分析软件对模型进行了求解,得到了在高温高压火药气体作用下密封结构的静态变形和接触应力分布.结果表明,该新型组合式密封结构可以满足280 MPa高压火药气体的密封要求.     

充气密封的非线性有限元分析

基于大型非线性有限元处理软件MSC.Marc,考虑结构的材料非线性、几何非线性和接触非线性,建立了充气式气囊密封的轴对称有限元模型,对其充气密封机制进行了分析,得到了唇口法向接触应力的分布规律;讨论了充气压力、密封压力与充气压力比、轴径对法向接触应力的影响。结果表明,法向接触应力是实现有效密封的关键,该应力随充气压力和轴径的增大而增大;被密封介质压力使得靠近介质一侧的接触应力减小而另一侧的接触应力增大;最大等效Cauchy应力主要集中于气囊壁内的增强纤维层,且随充气压力的增大而增大;为保证密封的效果和密封的可靠性,必须选择合适的结构型式(包括气囊和密封间隙等)和充气压力;利用有限元软件MSC.Marc进行充气密封气囊的仿真设计是可行的。     

隔离体法在有限元接触分析中的应用

这里针对施加初始预紧力时超高压密封容器有限元整体接触计算不收敛的情况,给出一种近似的计算思路—隔离体法。运用此方法,建立了该容器密封接触计算的等效隔离体模型,并运用有限元软件对该模型进行了计算,同时利用密封线比压判断准则对计算结果进行等效判断。经工程试验验证,计算结果合理,表明该近似方法的有效性。     

基于有限元分析的PET吹瓶机橡胶密封圈的改进设计

采用有限元分析方法对吹瓶机吹塑PET瓶时橡胶密封圈容易出现挤隙现象进行了分析,并重新设计了2种密封结构.有限元模拟分析表明,设计的2种密封结构减小了密封圈在缝隙内的挤出部分,而且能增加接触面积和接触应力.     

充气式柔性密封的非线性有限元分析

从V形橡胶密封圈结构特点和密封可靠性出发,考虑结构的材料非线性、几何非线性和接触非线性,建立了充气式柔性密封的轴对称有限元模型,对其充气密封机制进行了分析,得到了密封面法向接触应力的分布规律;讨论了不同的充气压力和密封介质压力对法向接触应力的影响.结果表明,实现有效密封的关键是使法向接触应力高于密封介质压力,而法向接触应力的大小随充气压力的增大而增大;密封介质压力的存在使得接近密封介质一侧的接触压力减小,进而密封面的长度减小,影响密封效果;最大von Mises应力主要集中于与刚性件尖角接触处以及内壁的圆弧面上,且随充气压力的增大而增大;合理的密封结构和充气压力可保证密封的效果和可靠性,同时也可延长橡胶密封圈的使用寿命;利用有限元软件ANSYS进行充气式柔性密封圈结构设计和优化是可行的.     

基于非线性有限元的箱口密封设计

采用非线性有限元分析软件MARC,建立了包装箱箱口密封有限元模型,分析了橡胶圈结构形式和材料硬度对箱口密封效果的影响。分析认为接触面积大小是决定这类包装箱密封特性的主要因素,因此选用材料较软及凸台与橡胶圈接触面积较大的结构方案有利于密封效果的提高。     

一种梁式管接头密封性能与结构参数敏感性分析

梁式管接头具有耐高压、自紧性和自封性等优点,在航空液压系统中有着广阔的应用前景.设计提出了一种带有椭圆形凹槽的梁式管接头阴接头结构,建立了该型梁式管接头的弹塑性有限元接触模型,数值模拟得到该结构能够形成两道有效密封.以最大接触压力为密封性能评价指标的分析表明,管内流体压力具有提高梁式管接头密封性能的作用,且施加的预紧力存在一个最佳设计值.该型梁式管接头阴、阳接头配合面在不同预紧力下的接触带宽试验结果与数值模拟结果吻合较好,验证了有限元模型和分析方法的有效性.进而,采用正交试验对梁式管接头的主要结构参数进行分析,利用极差法得到了结构参数对两道密封带密封性能影响的敏感性.结果 表明,椭圆形凹槽的长轴和短轴,第一道密封的名义接触带宽与U形梁截面宽度对带有椭圆形凹槽的梁式管接头密封性能有显著影响.     

一种新型试验装置密封结构仿真研究

为了解决某试验装置内膛的密封问题,设计了一种组合增压式密封结构,利用ABAQUS有限元软件对密封结构的工作变形进行了仿真,找出了该结构的不足,并对其进行了改进。运用ABAQUS软件对改进的结构进行了有限元计算,计算了密封结构的接触应力。结果表明,改进后的结构可以较好地满足试验装置的密封要求,该结构的成功设计对新型火炮密封结构的工程化具有参考价值。     

基于APDL语言的空气源热泵热水机组压缩机密封结构设计

使用APDL语言对O形橡胶密封圈密封结构进行建模，利用大变形、接触的非线性有限元理论建立了空气源热泵热水机组压缩机密封结构的二维轴对称模型。通过修改设计参数，由计算机完成不同密封结构建模操作，实现密封结构的性能分析。这样可避免大量的重复性操作，提高了分析效率，并为密封结构设计改进提供了依据。     

滑移式机械密封的动态辅助密封圈性能研究

建立了滑移式机械密封装置上动态辅助橡胶密封圈的有限元模型;考虑到大变形及材料的非线性,分析了密封圈的应力分布情况及其摩擦特性,与实际的结果进行了对比;讨论了辅助密封圈工作状态下的微动特性,研究了其运动规律并推导出其轴向阻尼系数。结果表明,采用Mooney-R ivlin非线性有限元本构关系可得到接近实际工况的接触压力和摩擦力;橡胶动态辅助密封圈的初始压缩率对其性能有较大影响,随着初始压缩率的增加,密封面上的接触压力不断增加,但是摩擦力却逐渐增大,使动态辅助密封圈的浮动性恶化,因此初始压缩率存在一最佳范围。     

新型双向密封件的接触变形及应力分析

利用大型非线性有限元分析软件ABAQUS,建立X型和V型组合式密封件的轴对称有限元模型,分析其在沟槽内受压缩的几何变形与接触应力分布规律,比较了该类型组合式密封件与工程上常用的滑环式组合密封圈的应力分布情况。结果表明:新型组合式密封圈低压时也能很好地密封,而且密封件整体宽度大,可以承受更大的径向载荷。滑环式组合密封圈摩擦阻力小,耐磨性良好,其结构可以承受较高的油压,适合于动、静密封。新型组合密封圈的单位面积上摩擦功耗小,适用于旋转密封或摆动密封。     

轴用VL形组合密封件装配工艺仿真研究及验证

橡塑组合密封是由橡胶圈和塑料密封环组成,安装过程中塑料环的变形对密封性能有重要影响。以轴用VL形组合密封为例,基于三维有限元仿真模型和可视化密封装配台架针对不同流程的装配工艺开展研究。利用有限元仿真还原密封圈装配过程,搭建可视化密封件装配台架,开展密封件装配试验,验证有限元仿真装配过程的准确性;提取密封界面接触压力、接触宽度等关键参数,评判密封性能;建立密封性能与装配工艺之间的关系,优化密封件安装、矫正工艺流程,解决装配过程随机化、经验化问题。试验结果表明：常温安装时密封面接触宽度要小于加温安装;对于轴用VL形组合密封,在相同介质压力条件下接触宽度越小则密封面接触压力越大,从而密封性能越好。因此可以得出常温装配时密封性能更优。     

液压往复密封的技术进展

概述了密封滑动面3种润滑状态的特点和判定方法,对在流体动静压润滑时密封接触面的压力分布和泄漏量计算的理论和实验方法作了综述,在分析现有国内外密封件组成的基础上,提出了将往复密封件的功能要求分解为良好的耐磨性和弹性,并通过结构和材料的组合,将满足耐磨性要求的主密封和满足弹性要求的副密封结合起来,可研制出新型的组合密封件,给出了应用新方法设计的往复动密封典型例子,并进行了详细分析。     

斯特林机活塞杆帽式组合密封动密封性能分析

为研究斯特林发动机活塞杆无油润滑帽式组合密封的动密封性能,利用有限元分析软件Abaqus建立帽式密封的二维轴对称有限元模型,基于系统实际工况,研究工质压力对帽式密封性能的影响,得到不同压力下的有效密封区域。静态密封性能分析结果表明,帽式密封环与活塞杆的接触应力是密封的关键,动态密封性能分析结果表明,两者接触应力和密封区域随压力增大而增大,且外行程接触应力略大于内行程。通过热力耦合动态仿真模拟,分析环境温度、摩擦因数、往复运动速度对动密封性能的影响。结果表明:环境温度对帽式密封温度场影响不大,热源主要来自摩擦热;往复运动速度对其密封性能影响也不大,而摩擦因数的影响较大,摩擦因数越小,帽式密封的密封效果越好,使用寿命越长。     

水轮发电机组油密封的结构设计

介绍了水轮发电机组油密封技术。在MPX200型试验机上进行了密封材料的摩擦磨损试验，获得了在不同介质条件下的摩擦因数和磨损量。在模拟试验台上考察了接触式密封的性能，结果表明，纳米密封材料的耐磨性好，所设计的接触式密封结构合理，能够满足水轮发电机组的需要。     

表面纹理对旋转轴唇形密封性能的影响

在唇形密封圈唇端两侧设置整齐排列的圆形、正方形和等边三角形3种凹坑纹理形式,建立具有表面纹理的旋转轴唇形密封圈的有限元模型,并分析获得密封面静态接触压力和变形系数矩阵;建立综合考虑混合润滑和空化及表面纹理形状影响、耦合流体场和弹性变形场的唇形密封圈接触区域密封数值计算模型,并建立集有限元分析与数值计算于一体的唇形密封圈接触区域泵吸率计算流程。计算结果表明:表面纹理结构使得密封唇与轴的接触压力相对下降,且有效地增大唇形密封圈的膜厚并改善泵吸效果;相较于圆形和正方形纹理,三角形纹理对唇形密封圈的改善效果最佳。但表面纹理结构在改善密封区域润滑状态的同时,也造成密封动态压力的波动,且三角形纹理的影响更显著。     

盾构机主轴承密封圈密封性能研究

大埋深隧道对盾构机主轴承密封性能提出了更高的要求。利用有限元分析软件ANSYS Workbench研究不同材质的压紧环密封圈在不同载荷下的受力状况,研究其密封性能。分析结果表明,压紧环唇形密封圈的密封能力与预紧载荷和材质均有关系,当预紧载荷越大,密封圈硬度值越高时,密封面的接触压力就越大,密封能力就越强。因此,为提高大埋深盾构机主轴承密封圈的密封性能,可采取以下措施:在材料方面应选择高硬度值的压紧环密封圈,必要时可增加压紧环密封圈的数量;在结构方面应适当增加压紧环的直径,保证压紧环有足够的预紧行程施加更大的位移载荷,提高密封面接触压力。