阀门冷热态性能测试试验

在石油、化工和核电等众多工业领域中,阀门通常会面临高温高压的工作环境,通过模拟阀门的实际工况对阀门的性能进行测试,对于保证阀门产品质量具有重要的意义。本文介绍了一种用于阀门冷态和热态工况测试的试验系统及其工作原理,并说明了阀门在冷态和热态工况下基本性能的测试方法和评价指标,旨在为阀门产品在冷态和热态工况下测试装置和测试技术的发展提供参考。     

大尺寸O形丁腈橡胶圈动密封性能测试分析

为研究大尺寸O形橡胶密封圈端面动密封性能,研制适应于大尺寸O形橡胶圈的动密封性能测试平台,测试水介质条件下绝对压力在15～600 kPa范围内O形橡胶密封圈端面动密封性能.基于正交试验设计,研究不同介质压力、压缩量(0.75～1.25 mm)和转速(5～50 r/min)下内径600 mm(截面直径10 mm)的丁腈橡...     

超高液压下O形环角密封的实验研究

采用丁腈橡胶O形环实现超高压容器端部角密封,对容器施加超高液压做系列密封实验。结果表明,采用角密封结构,并对O形环压缩率、截面直径、密封间隙、橡胶硬度、密封面的粗糙度和密封件的形位公差等相关因素进行合理匹配,严格控制,使用普通O形环可以实现138MPa超高液压的静密封。     

脂润滑球轴承热态性能分析

针对球轴承高速运转时的热生成及热边界条件问题,建立轴承拟静力学模型分析其受力状态,根据Palmgren经验公式计算轴承摩擦产热,并应用传热学理论,建立考虑热阻抗影响的脂润滑轴承热传递网络模型;研制轴承-转子系统,测量不同工况条件下的轴承外圈温度,试验结果表明:理论模型能准确预测脂润滑球轴承运转时的温升状况,误差在10%以内;轴承启动时其温度上升速度最快,轴承转速和预紧力对其最终稳态温度影响较大,需要加以合理控制。     

GH690合金大型环件空冷过程温度场演化规律数值模拟

基于DEFORM-3D有限元平台,建立了Φ420/Φ280-380mm规格的GH690合金大型环件空冷过程的三维热弹性有限元模型,对难变形合金GH690大型环件空冷过程中温度场演化规律模拟仿真研究,对合理调整GH690合金大型环件冷却工艺,提高环件质量具有重要意义。     

O形环不良品的原因分析及对策

从降低成本及缩短交货期角度，O形环由进口改为国产。在切换的过渡阶段，出现少量O形环无法安装，需对不良品进行分析，并做出预防对策。在介绍O形环的使用概况后，通过数据对比分析和O形环规格校验的方法来分析原因。     

基于ANSYS的金属O形环弹塑性接触分析

金属O形环作为核级阀门的静密封元件,优良的回弹特性、足够的结构强度是实现其可靠密封的根本.对于结构的强度计算,因不能预知装配后的O形环形变,应用分析设计法将不可避免的产生误差,并且非圆截面环壳的弯矩积分也非常困难.介于上述不足,基于ANSYS的接触分析功能,选用可避免参数拟合的多线性等向强化模型(MISO)描述其材料的非线性特征,模拟设计工况对O形环的结构强度作了弹塑性接触分析.结果表明,O形环结构满足强度要求,设计工况下,最大应力出现在O形环内壁的0°位置.     

金属O形环力学性能仿真分析与试验验证

金属O形环的力学性能对于密封系统的强度设计、密封性、可靠性等有着直接影响。为研究金属O形环的力学性能,以核反应堆压力容器用金属O形环为研究对象,考虑密封环的复合结构、材料弹塑性特征和工况条件,采用有限元方法建立O形环力学性能仿真模型,分析密封环的压缩回弹特性、应力应变特征、接触特性以及银层的作用,并进行相关试验验证。结果表明:该有限元模型计算结果与试验结果具有良好的一致性;压缩率过大或过小都将导致其密封性能下降;整个压缩回弹过程可分为弹性变形、塑性变形、法兰接触及回弹4个阶段,O形环的回弹补偿性能由其压缩率决定;镀银层对于O形环接触压力分布起到了均化作用,而对总体的压缩回弹特性影响不大。     

基于有限元的双道金属O形环压紧力分析*

双道金属O形环是反应堆压力容器常用的密封结构。为研究在双道密封下金属O形环所需最小压紧力的计算公式,利用ANSYS有限元软件,建立金属O形环二维轴对称模型,求出在相同压缩率下单道与双道密封压紧力值。建立双道密封压紧力计算的修正公式,通过比较双道密封压紧力有限元值和理论值,得出双道密封的修正系数。结果表明：密封环中心圆直径一定,在相同压缩率下,单道密封环所受压紧力要小于双道的第一道密封环压紧力。当第一道密封修正系数取1.021,第二道密封修正系数取1.028时,修正公式计算的最小压紧力值与有限元计算值吻合。     

基于MATLAB的O形钢丝绳隔振器绳环参数化设计

钢丝绳环是O形钢丝绳隔振器的关键隔振元件。针对钢丝绳环几何建模困难、耗时长的问题,文中在分析绳环几何结构的基础上,采用空间坐标轴变换方法,建立了点接触钢丝绳环中各钢丝中心线的空间曲线数学方程,推导出不同规格钢丝绳环几何关系的精确数学模型。基于MATLAB建立了6×19+IWS右交互捻钢丝绳环的参数化方程,并利用GUIDE模块实现了钢丝绳环参数化设计图形用户界面的可视化。最后,以某种已知结构参数的钢丝绳环为例,设计出6种空间位置的钢丝中心线曲线,通过提取数据导入Creo中扫掠阵列,成功建立了钢丝绳环的三维实体模型。该研究为O形钢丝绳环参数化设计提供了一种简单高效的设计方法,并以某个6×19+IWS右交互捻钢丝绳环参数化设计为例,验证了该方法的有效性,为O形钢丝绳隔振器隔振性能的深入研究奠定基础。     

金属O形环密封结构的泄漏模型研究

基于分形理论的金属垫片泄漏模型,改进了密封面的接触模型,综合考虑了密封面微凸体的完全弹性、第一弹塑性、第二弹塑性和微凸体大小分布的域扩展因子;分析金属O形环密封接触宽度与设计压缩率的关系,推导出金属O形环密封结构的泄漏模型,并进行验证分析。结果表明:压缩率在一定范围内,接触宽度随压缩率的增加而逐渐增加;但当压缩率超过一定值后,O形环发生塌陷,导致接触宽度迅速减小;各压缩率下计算得到的泄漏率与试验结果在同一量级,说明建立的泄漏模型适用于金属O形环密封结构泄漏率的预测。     

非圆金属O形环装配预紧过程仿真模拟

反应堆压力容器密封用超大直径金属O形环在加工完成后会无可避免地产生变形,理想圆度难以保证,导致其在装配预紧过程中产生复杂的变形结果。为研究椭圆金属O形环装配预紧过程的变形特征,在以同周长方式构建椭圆环模型进行仿真模拟的基础上,根据椭圆金属O形环与法兰内外壁面的接触关系,研究其压缩过程中关键截面的变形位移和关键截面特征点的运动轨迹变化,较为全面地分析了椭圆金属O形环的整体变形情况。仿真结果表明:椭圆金属O形环在压缩过程中长轴处沿径向向内移动,短轴处沿径向向外移动,整体变形结果趋于圆形;并且长轴和短轴截面发生方向相反的扭转,使椭圆金属O形环产生扭转变形。     

304不锈钢O形环回弹量的预测模型研究

对304不锈钢多种截面尺寸的O形环短管试样进行多级压扁回弹试验及O形环力学行为的有限元分析.根据量纲分析原理,确定影响回弹量的五个独立变量.发现压缩比在4%至21%之间时压缩比与回弹比及几何构型参量与回弹比之间的线性律,在此基础上提出基于几何效应的TSM-Ⅰ和TSM-Ⅱ回弹量预测模型,由试验结果及有限元结果确定304不锈钢的TSM-Ⅰ和TSM-Ⅱ回弹量预测模型参数,两类模型均有较高预测精度.     

硬度对液压马达O形密封圈性能影响的分析

以仿真转台液压马达密封结构为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS建立其有限元模型,采用罚函数技术和库仑摩擦模型对O形密封圈和马达密封副间的摩擦接触进行有限元分析,研究O形密封圈材料硬度对接触压力、密封圈Mises应力和密封圈与马达密封副间接触面积的影响,分析接触压力、密封圈Mises应力峰值和接触面积的分布规律。结果表明：接触压力随O形密封圈材料硬度的变化呈“驼峰”式变化;在“驼峰”位置随材料硬度的增加而增大;材料硬度小于85 HA时,对O形密封圈Mises应力的影响并不明显;材料硬度大于85 HA时,Mises应力增大幅度变大,容易导致密封圈损坏;密封圈与马达轴间静接触面积整体上随密封圈材料硬度的增大而减小,故应尽量控制密封圈硬度,保证足够的接触面积。     

热等静压温度对激光选区熔化成形GH3536裂纹和组织性能的影响

利用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备了GH3536镍基高温合金,研究了不同热等静压(Hot isostatic pressing,HIP)温度对SLM成形GH3536合金裂纹和组织性能的影响。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、电子背散射衍射(Electron backscatter diffraction,EBSD)、电子探针显微分析仪(Electron probe microanalyzer,EPMA)等方式表征了GH3536相组成和组织演变,利用高温持久性能试验机测试合金室温和高温拉伸性能。结果表明：经HIP后,SLM成形GH3536合金相组成保持不变,均为γ相,但晶格常数降低,且随着HIP温度的升高而降低。SLM态合金中存在10～100μm的微裂纹和气孔缺陷,微裂纹主要存在于熔池边界。经HIP后,合金中微裂纹完全消除,但仍存在少量孔洞。GH3536合金经高温高压处理后,晶粒尺寸增大,抗拉强度有所降低。其中SLM态试样室温抗拉强度...     

龙门加工中心主轴系统的热态性能分析技术研究

龙门加工中心主轴系统热态特性是提升机床性能的一个关键问题。针对龙门加工中心主轴系统热态特性分析的需要,建立有限元分析模型,计算主轴轴承的发热量以及主轴系统各个表面的对流换热系数,利用ANSYS WORKBENCH对其温度场、热变形状况以及热-结构耦合问题进行了分析计算,得到了不同位置轴承对总热变形的影响以及不同转速条件下主轴系统的稳态热态性能。实验测试数据表明分析计算结果的准确性较高,可用于指导该型龙门加工中心主轴系统结构优化设计和热变形补偿。     

基于耦合传热的圆锥液体静压轴承热态性能分析

针对圆锥液体静压轴承的发热问题,利用CFX软件建立了轴承系统耦合传热模型。首先分析了网格数量对计算精度的影响,然后求解获得了轴承的温度场分布和热量传递情况,最后分析了不同参数对轴承热态性能的影响规律。结果表明,采用CFX软件计算圆锥液体静压轴承耦合传热问题是可行的,与绝热假设下的计算方法相比,耦合传热有效地反映了真实的传热情况;圆锥液体静压轴承的端泄散热占总散热量的大部分,轴颈散热能力最弱,在不同的转速和进油压力下,各个方向上的散热比率发生变化。     

飞机舵机组合O形密封件密封性能与摩擦热效应的数值分析

飞机舵机一般采用橡胶-聚四氟乙烯组合O形密封件密封活塞杆高压端面,舵机工作时的摩擦发热会导致密封件的密封性能下降。为研究密封性能的热效应,利用ABAQUS软件建立考虑三重非线性(材料非线性、几何非线性以及边界非线性)的热-结构耦合效应的组合O形密封件有限元模型,分析密封件在不同油压下的接触压力分布及密封性能。开发ABAQUS的重启动功能,研究不同油压、滑动速度以及摩擦因数3种因素对密封件在活塞杆滑动过程中的摩擦生热影响,得到密封件的局部温度场分布,探讨3种因素对温度场的影响规律。分析结果表明:密封件在活塞杆滑动过程中的最高温度随着油压、滑动速度和摩擦因数的增大而增大,其中摩擦因数的影响最为显著。     

不同沟槽棱圆角半径对带挡环的O形圈密封的影响

O形圈密封沟槽棱圆角有利于O形圈和挡环的安装,防止O形圈或挡环被锐边划伤而影响密封可靠性,且沟槽棱圆角半径对O形圈密封性能也有较大影响.以沟槽棱圆角半径为变量,利用有限元分析软件建立有、无挡环配合使用2种O形圈密封结构的二维轴对称模型,分析在35 MPa介质压力下静密封和动密封2种密封状态下O形圈密封性能,比较不同半径...