考虑倾斜的非接触机械密封启动过程瞬态热效应研究

针对非接触密封在快速启动过程中易发生热效应引起的密封失效故障,提出了考虑倾斜情况的弹性补偿单元支撑的非接触机械密封瞬态热效应分析模型,它包括瞬态Reynolds方程、能量方程、运动方程等;采用有限差分方法,获得了全部微分方程的差分格式,以此数值模拟了非接触机械密封受外部轴向冲击载荷下密封间隙中油膜的最大压力、最高温度以及最小油膜厚度等的瞬态响应。计算结果表明,随着轴向冲击载荷的增加,密封间压力响应的幅值、最高温升都增加,最小油膜厚度减小;补偿单元静态载荷越大瞬态响应至稳态的时间越短;静载荷越小最高温度的增量越大、最小油膜厚度的变化量也越大。     

接触分析法在机械密封中的应用

采用Ansys中的接触分析模块,以涨圈密封工程实例为对象,对密封圈的接触应力状况进行了分析.结果显示接触应力轴向分布为：两边最大,在中间位置附近接触应力达到最小且趋于常数.计算得到的接触应力数值远大于理论计算得到的许用应力值,说明该设计的密封效果是比较好的.当一定的液压施加在密封圈后,接触应力远小于材料的许用应力值,表明在密封过程中材料不会发生疲劳现象.     

非线性系统非平稳响应的高阶线性化方法

本文作者采用高阶线性化方法,先将非线性化系统线性化,然后用时域模态分析法求其响应.以杜芬振子为例,说明了该方法的应用.数值结果表明该方法较已有方法更接近数值模拟结果.即使在强非线性的情况下,也能获得令人满意的精度.     

倾斜菱形孔端面密封的性能研究

基于流体润滑理论模型,采用数值模拟的方法分析几何参数和操作参数对机械密封泄漏率、液膜刚 度和开启力的影响规律,探讨倾斜菱形孔上、下游泵送效应对密封性能的影响机理。结果表明,双向倾斜菱形孔织 构端面能够使机械密封的动压效应显著增强,泄漏率明显降低及液膜稳定性更可靠;在较低转速时,双向倾斜菱形 孔织构可使密封端面迅速打开,能够有效减少启动时两端面间的摩擦和磨损,同时还能降低倾斜菱形孔织构密封的 泄漏率;在研究的工况条件下,非倾斜菱形孔织构密封的液膜稳定性(即变工况自适应能力)在三者(即双向、单向与 非倾斜菱形孔织构密封)中是最佳的;并得到了倾斜菱形孔端面密封的反向开孔比、孔倾角、面积比和孔深等几何参 数的优化取值范围。     

倾斜椭圆微孔端面机械密封的回吸现象及对泄漏量影响

目前研究成果直接或者间接表明机械密封端面加工孔或槽可能会产生间隙流体的回吸,从而减少泄漏量,回吸的现象和机理都需要深入研究。基于Fluent多相流空化模型,针对倾斜椭圆形微孔端面机械密封,建立了其中一个微孔周期的间隙流体的三维数值计算模型,通过改变内外径压差、转速等密封工况参数,研究了回吸现象产生的原因以及回吸现象对泄漏量的影响。首先,通过流动因子判定流动状态、网格无关性分析确定网格尺寸、和文献计算结果对照等,保证了计算模型的正确性。然后,通过数值模拟实验,在靠近泄漏侧微孔单元的r-θ平面流线图和密封间隙出口截面径向速度云图中直接观察到了回吸现象。随后,分析了r-θ平面的压力场、径向方向速度场,结果表明,由于微孔而存在发散间隙,因为动压效应引起出口附近的流体压力降低,低于了密封间隙出口压力,造成了间隙流体产生回吸现象。回吸现象因流体动压效应的增强而增强,而压力的降低将导致空化现象,空化效应阻止了回吸的增强。最后,通过分析外泄量和回吸量曲线,研究了回吸现象在不同内外径压差Δp和转速n下的变化规律。随着回吸现象的出现,泄漏量会出现明显的降低,甚至会出现零泄漏。可以利用倾斜微孔的回吸现象降低机械密封的泄漏量。     

高阶非线性中立型微分方程非振动解的存在性

应用Banach压缩不动点原理研究了一类高阶非线性变系数中立型微分方程非振动解的存在性,改进了相关文献的结果.     

高参数机械密封摩擦副油膜流场动力特性

摘要：为了研究高参数机械密封摩擦副油膜流场动力特性以提高密封系统的稳定性,建立了摩擦副油膜流场的三维有限元模型,运用计算流体力学分析软件对油膜流场的压力、转速、摩擦扭矩、承载力和泄露量等进行了数值模拟,分析了机械密封的工作转速、压力与摩擦副油膜流场的压力场、承载能力、摩擦扭矩及泄漏量间的关系及其影响规律．     

基于分形理论的机械密封干摩擦时端面接触特性的研究

针对碳石墨与碳化钨配对机械密封在干摩擦时端面的接触特性进行研究,在考虑动、静环材料属性,端面微凸体之间的相互作用,摩擦运动方向及摩擦热流的基础上,建立了3维粗糙实体与理想光滑刚体的转动摩擦热–力耦合模型,采用ABAQUS有限元分析软件对其瞬时干摩擦过程进行数值模拟.研究结果表明:粗糙端面的真实接触面积随外载荷的增大近似...     

考虑横向高阶剪切理论的复合材料层合板的非线性弯曲和振动分析

本文运用高阶理论和Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理，导出了一个适用于一般层合板的非线性弯曲和振动的更加简化的高阶理论。此简化理论计入了沿厚度方向呈抛物线分布的横向剪切应变，基于该理论，本文还分别求解了简支正交对称层合矩形板的载荷－挠度关系、基频以及幅频关系。所得结果与已知结果符合较好。     

机械密封影响因素分析及展望

机械密封作为一种被广泛应用的密封方式,已成为流体密封技术重要的动密封形式。随着密封行业标准要求不断提高以及工业整体的发展,机械密封设计与制造技术是当前流体传动与控制领域发展的重点对象之一,且对于机械密封的发展也提出了更高的要求。对机械密封的影响因素、常见问题进行梳理总结。从解决机械密封问题角度,对机械密封未来发展方向进行简要介绍,以促进机械密封技术发展。总结与展望机械密封发展趋势,对于极端工况条件下的密封性能、常规工况下使用寿命、稳定性等提出了更高的要求;在机械密封可控层面上,机械密封智能化与密封组合会成为未来机械密封的研究重点。     

进口机械密封国产化关键技术研究——密封端面流体膜压模型

针对进口机封国产化的关键技术,在设计层面进行了建模研究.介绍了机械密封的一般构造和原理;对机封动静环之间微小间隙内形成流体膜的径向载荷在柱坐标内进行了积分,获得了流体膜径向承载力的计算公式;利用G-T弹性接触模型,建立了密封端面接触比压的计算模型;综合承载力计算公式和比压计算模型,并在一定的假设条件下建立了密封端面间隙内流体膜压的Reyonlds方程.结果表明：利用所建立的模型得到的数值计算结果与实测结果比较吻合,为机封的研究和设计提供了有益的参考.     

考虑轴倾斜的滑动轴承流固耦合瞬态分析

考虑轴受力产生变形引起的轴倾斜,采用流固耦合方法,直接求解Navier-Stokes方程,对滑动轴承系统中轴和润滑油膜进行三维瞬态分析,同时求解流场和固体域,得到油膜动态压力分布、轴心的运动轨迹和不同转速下油膜厚度分布.结果表明,轴倾斜使油膜压力分布和轴心轨迹变化明显,最小油膜厚度减小,流场压力峰值增大.通过对滑动轴承的三维瞬态分析可以预测轴承工作过程中实时的轴心轨迹、压力分布、油膜厚度等润滑特性,为滑动轴承的优化设计提供参考.     

高阶椭圆锥齿轮副接触斑点的检测及分析

针对高阶椭圆锥齿轮的几何形状和单项误差测量复杂的问题,结合齿轮啮合原理及圆锥齿轮的检测技术,开展了高阶椭圆锥齿轮副接触斑点的检测及分析研究,建立了圆锥刀具球面渐开线齿面的数学模型,提出了该锥齿轮副接触斑点的齿轮副综合检测及分析方法.通过对高阶椭圆锥齿轮副进行受力分析,得到各分力对接触斑点的影响规律,重点研究了切向力对接触斑点面积的影响规律,分析得到椭圆锥齿轮副接触斑点面积具有周期性变化的规律;建立了椭圆锥齿轮安装距接触斑点变化模型,分析得到椭圆锥齿轮副安装距变化对接触斑点的影响规律,确立了该锥齿轮副的调整方法.通过椭圆锥齿轮副实体样件的啮合滚动实验,验证了切向力对接触斑点面积的影响及变化规律,以及安装距对接触斑点影响及变化规律的正确性.     

转子─轴承系统非线性失稳因素分析

对引起转子-轴承系统失稳的主要因素：非线性油膜力、转轴材料的内摩擦、动压密封力、蒸汽激振力进行了分析非线性油膜力对转子-轴承系统的稳定性影响最大,应重点分析和研究在非线性油膜力作用下转子-轴承系统的稳定性、响应及动力学行为．动态密封力、材料内阻尼、蒸汽激振力对转子-轴承系统的稳定性均有影响．因此在进行转子-轴承系统的稳定性研究及动力学设计时均应考虑这些非线性因素．     

精馏塔离心泵机械密封的改造

分析了机械密封的失效原因,介绍了在精馏塔离心泵上采用双端面干气密封的改造方案、干气密封的特点及干气密封的控制系统.     

高阶非完整系统在准坐标下的新型运动微分方程

本文得到了高阶非完整系统用准坐标表示的一类新型运动微分方程，并讨论了它的一些重要特例。     

三角转子发动机径向密封片的摩擦学分析

根据线接触润滑状态图,对径向密封片进行了摩擦学分析.用UG Grip编写了计算程序,得出径向密封片最小油膜厚度分布规律.     

机械密封摩擦副端面形貌的分形特性

介绍了表征粗糙表面形貌分形特征的Weierstrass-Mandelbrot函数式,分析了判断粗糙表面形貌分形特性的功率谱法和结构函数法.采用AF-LI型触针式表面轮廓测量仪测量了GY70型机械密封摩擦副端面的径向及周向轮廓曲线.利用结构函数法分析了端面轮廓的分形特性,通过计算得出动环端面径向和周向分形维数分别为1.293,1.291,静环端面径向和周向分形维数分别为1.288,1.283.研究结果表明,GY70型机械密封摩擦副动、静环端面轮廓均具有统计自仿射分形特性且各向同性.     

波纹管机械密封运行问题的理论分析

描述离心泵装配运行误差对机械密封摩擦副所造成的影响，建立动环，静环和旋转轴３个三维坐标系统，惯性坐标取在转轴上；给出了密封面几何参数对应关系以及附加作用力和力矩；当考虑动环有轴向波动和静环弹性系统的关系是时，推导了系统频率与波纹管合理压缩量的判别关系式；用实例说明泵运行出现抽空操作的端面比压计算以及密封参数的变化。