考虑波度和锥度的端面密封稳态特性数值研究

用有限差分法推导膜厚方程与压力分布方程,建立考虑径向锥度与周向波度的三维模型,应用MATLAB软件编程对接触式机械密封进行稳态特性分析,研究影响密封性能的因素,并对建立的模型进行准确的密封性能评估与分析。结果表明,转速的改变对密封性能参数影响较小,调整压差对控制泄漏、改善密封性能有更明显的效果,开启力与泄漏量等参数随压差的增大均有增大趋势;当压差为正值时,正锥度对动压起削弱作用,负锥度对动压起增强作用,而端面周向波度对流体动压的形成起到关键作用。     

基于弹流理论的风电主轴承润滑状态分析

基于Hertz接触理论,对联合载荷作用下滚子-滚道进行接触分析,同时基于弹流润滑理论,建立风电主轴承润滑状态理论分析模型;以某型兆瓦级风电主轴承为例,采用该模型研究其极限工况下滚子-滚道接触载荷和接触应力分布、最大受载滚子沿素线方向的接触应力和接触载荷分布以及滚子-滚道接触处平均速度,并分析其在极限载荷工况下的润滑状态。结果表明:由于滚子端部应力集中,油膜沿素线呈现两端薄、中部厚特征;滚子-滚道沿素线油膜厚度与接触表面粗糙度处于同一数量级,接触表面质量对润滑状态有重要影响;改善轴承的润滑状态可从轴承结构、润滑参数及加工质量等方面入手。     

人工神经网络方法在摩擦学领域的应用研究进展

摩擦学系统具有复杂性,但传统研究方法无法精确定量求解摩擦学复杂问题。为了了解摩擦学复杂问题的解决方法,更好地开展对摩擦学复杂问题的深入研究,阐述人工神经网络方法解决磨损过程的预测、摩擦因数预测与分析和磨屑识别等摩擦学复杂问题的研究进展,并对其未来发展趋势进行展望,如建立新型神经网络模型,建立集成度高、耦合多种分析方法的平台以及创新研究对象等。     

弹簧结构参数对赋能型金属C形环力学行为及密封性能的影响

为研究核电站上赋能型金属C形环的内置弹簧圈的结构参数对密封性能的影响,建立C形环三维弹塑性有限元分析模型,通过实验验证该理论模型的可靠性,并分析弹簧结构参数(包括簧圈节距、簧丝线径和弹簧中径等)对C形环力学行为和密封性能的影响。结果表明:对于百万千瓦级核反应堆压力容器用金属C形密封,其簧圈节距、簧丝线径和弹簧中径分别控制在1.9~2.0 mm、1.7~1.8 mm和8.3~10.7 mm范围内时可保证C形环具有较好的密封性能;气密性实验验证上述结果的正确性,同时C形环压缩变形后密封面较平整,表层无裂纹、局部脱落或起皮等不良现象,满足工程使用要求。     

基础油对锂基润滑脂流变性的影响

为考察基础油对锂基润滑脂流变性的影响,在稳态剪切流和小幅振荡剪切流下研究不同黏度基础油制备的锂基润滑脂的流变参数。通过分析触变性、屈服应力,表观黏度、储存模量和应变幅度等流变参数,探讨基础油黏度对流变性的影响。结果表明:基础油的黏度越小,锂基润滑脂的黏弹性表现更加显著,破坏其结构所需要的能量越大,其结构更加稳定。     

投球式滑套球座冲蚀磨损及评价方法研究

流体携砂冲蚀球座易导致投球滑套密封失效,而投球滑套的密封性能是影响水平井裸眼分段压裂完井技术的关键因数之一。为研究投球滑套密封的冲蚀磨损失效,依据投球滑套的实际工况,基于流体力学、切削变形理论和试验数据,建立一套适用于球座冲蚀磨损仿真分析规范及评价方法。基于上述规范及方法,利用流体软件实现锥度球座的结构优化。结果表明,球座最大冲蚀磨损率主要分布于漏斗形锥面变径处;随着球座锥度的增加,最大及平均冲蚀磨损率也相应地增加,并呈现出二次函数的变化趋势。     

基于声发射的缸套-活塞环摩擦信号特征分析

为实现对缸套-活塞环摩擦磨损状况的实时监测和对缺陷、故障的诊断,以缸套-活塞环往复试验机为研究对象,基于声发射技术,研究缸套-活塞环单周期内声发射信号特征参数值随曲柄转角的变化关系,进而对声发射信号特征进行分析。研究结果表明:缸套-活塞环单循环周期内的声发射信号成"双驼峰"形变化,上下止点位置信号强度最弱,运动行程中点附近声发射信号最强;随着转速增加,声发射特征参数RMS和绝对能量逐渐增加,在上、下止点附近增幅较小,在行程中点附近增幅较大;随着载荷的增加,在低速时RMS和绝对能量呈现出增大的趋势,但增幅逐渐减小,在高速时RMS和绝对能量呈现先增大后减小的变化趋势。     

基于泄漏率的软密封截止阀密封力研究

借鉴紧密性概念,将软密封截止阀的泄漏率与所施加的密封力关联起来,提出基于泄漏率的软密封截止阀密封力计算方法。该方法采用泄漏试验及数据回归的方法确定垫片系数,进而计算不同材料软密封截止阀在给定工况下的密封力。以聚全氟乙丙烯(Fs 46)软密封平面截止阀为例进行标准泄漏试验,并将试验值与提出的密封力计算方法的计算结果进行比较。结果表明,提出的密封力计算方法得到的结果与试验验证结果吻合,证明该方法可以准确计算不同材料软密封截止阀基于目标泄漏率的密封力,为指导截止阀的设计提供了理论依据。     

推土机变速箱用润滑油黏温特性研究

润滑油黏度的在线监测是实现设备状态监测与故障诊断的重要途径,但在实际工程应用中,润滑油的实时黏度需要根据润滑油的黏温特性换算成国家标准100℃时的黏度。为研究推土机变速箱润滑油15W40 CF-4的黏温特性,对SD22型推土机变速箱润滑油进行跟踪取样,测定新油、寿命中期油和废油在40~100℃时的运动黏度。采用Andrade方程、Walther方程和Vogel方程对试验所得的数据进行回归拟合,分析和比较3种黏温方程的拟合精度。结果表明,用Vogel方程来描述这类润滑油的黏温特性更加准确,为在线监测的实时黏度换算提供依据。     

沟槽、凹坑类缺陷对滑动轴承承载力的影响

考虑轴瓦变形,基于雷诺方程对表面有缺陷的滑动轴承进行理论建模和数值计算,得到相应工况下轴承润滑膜厚度和压力分布,在此基础上研究缺陷的尺寸和位置对轴承承载力的影响。结果表明:不同材料的轴承,其承载力随着材料弹性模量的增加而增加,最终趋于稳定值;缺陷的存在会降低轴承承载力,但随着材料弹性模量的增加,缺陷的影响越来越小;在一定条件下,在轴承中截面上且位于承载区内的缺陷对轴承承载力的影响显著,缺陷尺寸越大,轴承承载力下降越明显;当缺陷位于轴承承载区内沿润滑剂入口方向靠近最小润滑膜厚度的部分区域时,轴承承载力会略微增加。