橡塑往复密封性能参数数值求解流程与物理模型探讨

橡塑往复密封的密封寿命通常是通过膜厚、承载力、泄漏率、磨损率等参数以表征。为获取上述参数,佐治亚大学SALANT提出橡塑往复密封模型建立和数值计算求解流程。为更好地理解与应用该方法,从橡塑往复密封物理结构、数值求解流程、Reynolds方程建立、方程约束边界建立、GW接触模型建立、力载平衡等6个方面系统地分析其特点与不完备之处,并从6个方面探讨数值求解流程和数值模拟的修正方法;提出密封模型修正方法,给出修正后密封数值求解流程,使得计算结果更好地与实际工作性能相吻合,并能较好地揭示密封机制。     

孔隙形状及孔隙率对多孔材料弹性性能的影响

利用通用单胞法(GMC)计算了不同孔隙形状及孔隙率对多孔材料等效弹性参数的影响,计算中分别采用二维方形、圆形孔隙模型和三维立方体、球形孔隙模型模拟多孔材料。不同孔隙率下等效弹性参数的计算结果表明: 不同孔隙形状下,多孔材料等效弹性参数随孔隙率增大的退化程度不同;通过对比二维简化模型与三维模型的差异,发现二维简化模型对多孔材料等效弹性参数的估算值偏低。进一步将GMC计算结果和已有文献实验结果进行比较,发现两者具有较高的吻合度。最后将GMC模型与有限元、经验模型进行对比,得出GMC模型的局限性。综合计算结果,GMC具有一定的计算精度,可应用于工程实际分析中。     

FGH95粉末高温合金裂纹闭合效应及裂纹扩展特性研究

采用有限元方法研究FGH95粉末高温合金标准紧凑拉伸(CT)试样的塑性诱发裂纹闭合效应,分析裂纹面上的应力分布,并考察本构模型,网格密度及应力比对裂纹闭合效应的影响,进而建立考虑裂纹闭合效应下CT试样裂纹扩展寿命分析模型,并进行寿命预测。结果表明:理想弹塑性模型下的裂纹闭合效应对网格单元的敏感性比多线性随动强化模型高;裂纹尖端塑性区内网格数达到20时,裂纹闭合趋于稳定;应力比增加裂纹闭合效应减小,当应力比达到0.5时裂纹闭合效应消失。修正的寿命预测模型对CT试样的预测精度比传统模型更高。     

双盘转子轴向窜动与摩擦振动分析

根据航空发动机、汽轮机等大型复杂的旋转机械结构特点以及运行时的温度环境,考虑热致膨胀对其主转子系统引起的变结构特性以及诱发的故障异常振动进行分析。首先,将旋转构件质量集中为两个转盘,以轻质轴刚性串联建立双转盘转子轴承系统动力学模型;其次,对复杂的温升过程和工况下非均匀温度环境予以量化并以等效的温度内力表述,结合本构关系给出发生热致轴向窜动的转子系统变结构特征;最后,针对变形量严重时所引发的转/静件轴向碰摩故障,分析故障双盘转子轴承系统非线性动力学相关特性。数值算例表明,热致变结构特性是影响系统运行和引发故障振动的主要因素之一。     

基于缺陷分布形式的粉末冶金涡轮盘可靠度计算模型

为研究微缺陷对粉末冶金涡轮盘可靠性的影响,在有限元分析结果的基础上,基于国内粉末盘中缺陷分布的概率特 点,建立针对低循环疲劳裂纹萌生和裂纹扩展失效模式的可靠度计算模型。该模型可计算不同缺陷分布形式、不同循环载荷条件下的轮盘可靠度。对某型粉末盘失效概率的分析表明：表面质量是导致粉末盘失效的重要因素,这同大量试验研究结果相一致,对粉末盘的设计和使用具有工程指导意义。     

基于θ-映射法的ZSGH4169合金缺口试样蠕变变形模拟

基于ZSGH4169合金的蠕变试验数据,采用16参数的θ-映射法模型对蠕变曲线进行分析,获得本构方程参数,并以净截面应力作为参考标准,对不同缺口试样的蠕变行为及应力松弛现象进行了模拟分析。结果表明:θ-映射法模型通过获得的参数能够较为准确地描述ZSGH4169合金的蠕变行为;应力集中程度越高,试样缺口根部的蠕变变形越明显,应力松弛程度越高;应力集中系数较小时,缺口试样的蠕变变形向无缺口试样的趋近;引入应力集中系数(或最大应力)、应力梯度影响因子对传统蠕变模型进行修正,给出了缺口试样蠕变变形计算的一般表达式。     

某型齿轮泵转子强度、振动和接触应力分析

在MSC Patran有限元软件中建立齿轮泵转子的有限元模型,并通过MSC Nastran和MSC Marc求解器对齿轮泵转子系统的强度、振动和啮合齿间接触应力进行有限元计算分析.     

往复密封摩擦力测试技术探讨

密封工作参数一般包含摩擦力、液膜膜厚、接触应力、泄漏率物理量等,其中摩擦力测试对密封结构改进及往复密封技术的理论研究有很大的参考价值。综述密封摩擦力测试装置的研究进展,针对密封摩擦力测试装置存在的问题,提出改进建议;对不同密封摩擦力测试方案的特点、摩擦力测试装置的测试误差进行了分析,并针对性地提出了改善测试精度的方案。     

水压往复密封面临仿真问题

该文对水压往复柱塞密封仿真现状进行了调研,得出了目前油压密封仿真较为成熟,而水压密封仿真薄弱的结论。由于水的低粘度及物理特性使水压密封成膜难,仿真需要对密封物理组成建立系统性和精细化的模型。水压密封流态一般为混合润滑,剖析了两种低粘度介质流态的判别方法,揭示了润滑流态转换条件及表现特征。在仿真过程中指出了Reynolds方程应考虑惯性项,给出了几种Reynolds方程适用性及求解数值方法,论述了数值方法的特点。分析了成膜密封磨损机制,粗糙度大小是影响磨损程度主因。提出了借助实验建立较完善仿真模型观点,以提高仿真模型置信度。明晰了仿真在密封设计中优化作用,运用传统油压理论处理水压密封等效性问题需进一步探讨,提出了未来水压密封面临探索性问题。