机械密封橡胶O形圈密封性能的有限元分析

采用含高阶项的Mooney-Rivlin本构模型对在机械密封沟槽中单侧受限丁腈橡胶O形圈的密封性能进行了数值计算,重点研究了预压缩率和介质压力对O形圈接触应力、接触宽度和峰值应力的影响。模拟计算结果表明：计算值与Lindley半经验公式值和Wendt实验值较为一致;O形圈预压缩率对主接触面上的接触应力分布有较大影响,而...     

O形圈无阻力测试夹具的研究与应用

本文介绍了O形圈的制作工艺及产生质量问题的原因,重点阐述了一种新型高效的O形圈无阻力测试夹具的结构、工作原理及技术特点。研发的O形圈夹具可实现在拉伸过程中O形圈自由充分的转动,大幅度降低了O形圈与测试夹具之间的摩擦力,提高测试数据的准确性。     

介质压力及O形橡胶圈压缩率对往复运动轴封性能的影响

以液压缸往复密封中的O形橡胶圈为研究对象,建立其二维轴对称模型。在摩擦系数为0.1,不同介质压力和不同预压缩率的情况下,运用有限元软件ANSYS workbench对O形圈的变形情况及应力大小进行分析。结果表明：O形密封圈在缸筒和活塞杆间隙处应力集中最明显,说明在此位置容易被挤进间隙,造成间隙咬伤,导致密封失效。在压缩率小于15%,介质压力小于15MPa的情况下,剪切应力始终小于丁腈橡胶的剪切强度;在压缩率超过15%时,容易造成 O形圈应力松弛,发生压缩变形;介质压力超过15MPa,剪切应力急剧增加,在往复运动下,密封圈会不断地被摩擦磨损,很容易产生积累损伤,导致裂纹的产生或破损。     

前置式沟槽对纱线性能的影响

以接触式纺纱原理为基础,在细纱机前罗拉口安装自制的前置接触式沟槽装置,以涤棉维纶混纺纱为原料,在细纱机上分别进行传统环锭纺棉纱原单纱,经过集聚沟槽装置的棉单纱(距离装置3mm和5mm),对比研究装置以及装置到前钳口的距离对环锭纺纱线毛羽、断裂强力、条干均匀度的影响。实验结果表明:前置式沟槽可以显著的改善纱线的毛羽,使纱线的模量得到增加,少量的提高纤维利用率,但是会产生一定的捻陷作用使纱线条干恶化。3mm时纱线毛羽等的改善效果显著,同时条干的恶化等相对5mm时更加明显,而5mm时纱线的改善效果比较小,条干上基本没有太大的影响。     

卡箍快开卧式深海模拟舱的径向密封结构及其密封可靠性评价

针对卡箍快开盖结构的卧式深海模拟舱在深海高背压环境下存在密封可靠性不足问题,提出了一种深海模拟舱O形圈径向密封结构,建立了该结构的非线性有限元模型.通过O形圈的密封面接触应力与内部Von Mises应力评价该结构的密封可靠性,讨论了舱内介质压力、O形圈预压缩率、槽口倒圆、配合间隙对深海模拟舱密封性能的影响.仿真结果表明:加压过程中接触应力峰区位置显著改变,舱内水压由0 MPa加至25 MPa时,橡胶圈形状及Von Mises应力分布急剧变化,由25 MPa加至45 MPa时,橡胶圈形状及Von Mises应力峰区位置基本不变,该结构能够实现45 MPa压力下的有效密封.预压缩率的增加会显著增加主接触面密封带宽度,增大槽口倒圆有助于降低Von Mises应力,Von Mises应力峰值随配合间隙的增加先增大后减小,增大配合间隙有助于提高密封带宽度.试验结果证明:当O形圈的预压缩率为10%、槽口倒圆为0.4 mm、配合间隙为0.7 mm时,利用该密封结构所研制的深海高压舱在40、45、50 MPa水压时均能保证有效密封.     

减阻沟槽表面对湍流边界层高阶矩特性的影响

以光滑平板及间隔V型减阻沟槽面为研究对象,利用二维LDV系统获得光滑平板及沟槽板上部区域湍流边界层流场的流动参数。通过象限分析法深入研究减阻沟槽表面湍流边界层中雷诺切应力的变化情况,着重考察沟槽面对湍流边界层高阶统计参数的影响,并将高阶统计参量同湍流边界层相干运动规律结合起来,由此来探讨沟槽面与湍流边界层之间的相互作用规律。结果表明,沟槽的存在抑制了整个近壁区低速条带的喷射运动,降低了y+<15区域内高速流体的下扫强度;雷诺切应力以及湍动能的法向输运主要是由喷射和下扫这两种运动来完成的,沟槽的存在削弱了雷诺切应力及湍动能的法向输运水平;沟槽的存在减小了y+<13区域内的流向速度脉动的偏斜因子与y+<3区域内流向速度脉动的平坦因子。     

含水率对于地下结构地震动力响应的影响研究

含水率对土体的弹性模量、黏聚力、内摩擦角以及土体密度都会产生影响.密实度一定的情况下,黏性土的多种力学参数会随着最佳含水率的出现而出现"峰值"效应.利用FLAC3D差分软件对不饱和土在地震作用下的动力响应进行了模拟和分析,探讨了土中含水率对于地下结构地震动力响应的影响规律.结果表明,在最佳含水率附近,土层的性质对于地下结构的作用来说是最良好的,此时结构的内力可取得最小值;顶板和底板的相对水平位移变化不大,并且位移的数值随着含水率的增加而逐渐减小;土体和结构的加速度峰值都随着含水率的增加而呈减小的趋势.     

关于橡胶O形密封圈的Ansys分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了橡胶O形圈及其边界的有限元模型,分析了不同油压和初始压缩率下形状的变化和应力的分布,以及最大接触压力和油压、初始压缩率的关系,描述了O形圈可能出现裂纹的位置,为合理地安装和使用提供了理论依据。     

表面微沟槽对Al/CFRP胶结性能的影响

以光洁表面和带有沟槽形貌特征的Al/CFRP(碳纤维增强复合材料)单搭接头胶结强度为研究对象,建立了相关的数值模拟模型。对比分析了光洁表面与微沟槽表面对胶结强度的影响,且进一步探讨了不同深度微沟槽对胶结强度的影响。数值模拟结果表明:带有微沟槽表面的5052板材与CFRP的胶结强度优于光洁表面与CFRP的胶结强度;增加微沟槽的深度能提高胶结强度,且随着微沟槽深度的增大,胶结强度逐渐增大。最后进行了试验验证,结果与数值模拟结果一致,即随着沟槽深度的增大,胶结接头破坏载荷不断升高,然而随着沟槽深度的进一步增大,破坏载荷增大趋势放缓。     

带金属O型环法兰的密封性能有限元分析

借助有限元分析软件ANSYS,综合考虑了法兰各部件间的接触作用、螺栓预紧作用以及O型环的材料非线性,对一使用金属O型环密封的非标准法兰进行密封性能分析.参考ASME规范,校核了法兰的密封性能.进一步的计算表明:在一定条件下,O型环和法兰密封面间的最大接触压力与内压之间存在线性相关性.进而结合操作密封比压与内压之间的关系,可以得到法兰的极限内压.对于使用金属O型环密封的法兰连接结构,该研究能为法兰的优化设计与密封性能预测提供参考.     

深槽端面机械密封热流体动压特性的近似计算

建立了一个以过热水为工作介质、以平行端面为密封面的物理模型,给出了流体动压机械密封的端面密封面流量、端面温升、端面承载能力、端面摩擦功耗和膜压系数等性能参数的计算方法．通过验证,表明这种方法是可靠、合理的,可为进行类似条件下的密封研究提供一种参考。     

Effects of the radial force on the static contact properties and sealing performance of a radial lip seal

The radial force is a critical factor to determine the sealing performance of radial lip seals.The effects of radial force produced by garter spring and interference on the static contact properties and sealing performance of a radial lip seal are investigated by numerical simulations and experiments.Finite-element analysis and mixed elastohydrodynamic lubrication simulation are used.Radial force,contact width,temperature in the sealing zone,the reverse pumping rate and friction torque are measured.A critical value of interference for a cost-effectively designed radial lip seal is found.Spring force is required to compensate the decrease of the radial force because of the interference and used as a possible way to obtain intelligent control of sealing performance.The quantitative results gotten in this study could provide guide for the seal design and improvement.     

钛合金梁式管接头密封性能的结构优化设计

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。     

Optimization design of main parameters for double spiral grooves face seal

The optimization design of the parameters, such as the groove depth, groove number, ratio of the groove width to the land width, and spiral angle of a new kind of double spiral grooves face seal, which works under the condition of high velocity, high sealing pressure and ultra-low temperature, is presented under the assump-tion of fixed closure force by finite element analysis method. The results show that the stiffness of the maximum film can be obtained when the ratio of the groove width to the land width is 0.5 and the spiral angle is about 75 degrees, when the influence of the groove number on the sealing performance is not obvious.     

节流槽结构对气穴噪声的影响

为了消除液压阀中的噪声，对不同节流槽内部压力分布、气穴形态和噪声频谱进行了研究.在对节流槽结构特征及流动模型进行分析的基础上，预测了节流阀内气穴噪声的声压模型.通过高速观测及噪声频谱分析对模型进行了验证，并估计了节流阀内的气泡尺寸.结果表明，节流槽结构特征对阀内压力分布、气穴与噪声特性有直接的影响，U形槽内部压力超调量明显高于V形槽，可以显著抑制气穴的析出与生长.不同类型节流槽通过压力分布决定了气泡的成长过程，与U形槽相比，V形槽内部气泡尺寸较大，气泡尺度大小是影响节流槽气穴噪声的主要因素.     

Microscopic properties and sealing performance of new gas drainage drilling sealing material

The geological condition of Chinese coal mines are complex and high gassy, which account for fifty percent to seventy percent. Because of the abundant pores and cracks around the drainage drilling hole, the gas concentration attenuates rapidly, and the effective gas drainage period is short. The traditional sealing materials of yellow mud and cement-sand grout will readily shrink after the drilling hole is sealed, the sealing length is short and the sealing quality is not satisfactory. Currently widely used polyurethane material will shrink when it comes into contact with water, and the price is also very high. In this study, taking cement as a base material, a novel composite sealing material mixed by expansion admixture, additive, and fibrin and coupling agent was developed and the sealing performance and expansion property of the material were also studied and analyzed. The FEI Quanta TM 250 environmental scanning electron microscope was used to investigate the microstructure of material. The results revealed that the new composite sealing material had a desirable expansion performance and a definite fluidity convenient for grouting. The solidified material, combining closely with the drilling wall, possessed an adequate strength and was not easy to shrink. Compared to the conventional polyurethane, the gas drainage concentration by drilling sealing exceeded 40 percent, and the sealing capacity improves 5 times, the sealing effect increases significantly.     

剪力墙对框架抗震性能的影响研究

[摘要]:为了研究影响框架结构“强柱弱梁”实现的因素,本文选取了剪力墙进行研究,采用PKPM软件中的PMCAD模块分别建立常规框架模型、框剪模型,在PKPM中的SATWE等模块对结构进行分析,通过比对分析模块所提供的模型数据,探讨适量的剪力墙对于结构“强柱弱梁”实现效果的影响。研究结果表明在选定的地震波(RH1TG045)的作用下,框剪模型对于结构“强柱弱梁”实现的效果较好。     

垫片热态密封性能分析

在垫片高温试验装置上 ,进行了柔性石墨缠绕垫片密封性能试验研究 ,得到了垫片密封性能随温度变化的关系曲线及拟合计算公式 .研究结果表明 ,该垫片具有较好的密封性能 ,泄漏率与温度成指数关系 ,随温度的升高而增大 ,符合多孔介质模型的方程 .     

凹槽深度对新型平衡鼓性能影响的研究

提出了一种带凹槽的新型平衡鼓结构,并研究了新型平衡鼓凹槽深度对平衡力和离心泵外特性的影响.利用CFD软件模拟分析了不同凹槽深度时新型平衡鼓的间隙泄漏量及两侧压差变化情况;通过试验分析了新型平衡鼓不同凹槽深度时泵的性能和残余轴向力情况,并对试验结果和数值模拟结果进行对比分析.研究结果表明:凹槽深度是影响间隙泄漏量及新型平衡鼓轴向力平衡的重要因素,随着凹槽深度的增多,间隙处的泄漏量减小,轴向力的平衡鼓效果更好.