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钛合金梁式管接头密封性能的结构优化设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
为优化具有椭圆弧凹槽的航空钛合金梁式管接头,基于ABAQUS软件建立了梁式管接头弹塑性接触有限元模型,得到了阴、阳接头两道密封处的接触应力分布与接触带宽。综合考虑梁式管接头宏观几何结构与接触面微观形貌,以S指数为密封性能评价指标,利用Isight软件和多岛遗传算法得到了密封性能最优的阴接头几何构型。对最优结构的有限元数值模拟表明,优化结构的S指数比原型和数据库最大值结构分别提高102.2%和53.1%,其最大接触应力与接触带宽明显增大,优化结构的密封性能显著提高。最优结构的S指数与优化方法的预测值吻合良好,从而验证了优化方法的有效性和结构优化设计的准确性。采用的S指数密封评价准则相比于传统单纯以接触应力或接触带宽评价密封性能的方法更全面考虑了密封结构的宏观与微观特征,为梁式管接头密封结构优化设计提供了可量化的密封性能目标函数。应用Isight软件与多岛遗传算法可提高计算效率与优化精度。  相似文献   
2.
粗糙面微观几何形貌是影响静密封泄漏特性的重要因素。应用粗糙面的三维点云数据,将粗糙面进行离散化处理,进而将由双粗糙面构成的密封界面等效为三维逾渗栅格模型,基于多孔介质理论计算得到密封界面的孔隙率和渗透率,从而建立了一种双粗糙密封界面的泄漏率模型。搭建金属静密封泄漏率测量试验台,通过对环面金属静密封泄漏特性的试验研究,验证了该泄漏模型的有效性。利用该模型分析了表面纹理方向、粗糙面波动频率与材料特性对金属静密封泄漏特性的影响。结果表明:各向异性粗糙面构成的密封界面具有较好的密封性能;粗糙面波动频率越大,密封性能越好;低硬度材料易于实现有效密封;在重载情况下,粗糙面微观几何形貌对孔隙率与泄漏率的影响不显著。  相似文献   
3.
一种梁式管接头密封性能与结构参数敏感性分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
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.  相似文献   
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