指尖密封性能与结构特征的灰关联熵分析

采用均匀设计安排各结构特征对指尖密封迟滞和磨损性能影响的有限元仿真试验方案,通过有限元计算获得了结构特征参数和指尖密封迟滞率及接触压力等指尖密封性能的关系,运用肤关联熵技术分析了各结构特征对迟滞和磨损性能影响的主次关系和影响程度。结果表明：从本文给出的较宽的结构参数范围来看,轴向厚度组合情况对迟滞率的影响较大,型线类型对迟滞率的影响较小;指尖个数对接触压力的影响较大,型线类型对接触压力的影响较小。算例的计算结果证明了本文分析方法的正确性。     

指尖密封结构参数与泄漏量和磨损性能的灰关联分析

采用二次旋转正交试验获得指尖密封结构特征参数对指尖密封泄漏和磨损性能影响的仿真试验组合方案,并通过ANSYS软件对与每个试验方案对应的指尖密封结构进行有限元分析,从而得到每个试验方案中与指尖密封结构特征参数对应的泄漏量和磨损性能,在此基础上应用灰色关联技术分析各结构特征参数对指尖密封泄漏量和磨损性能影响的主次关系和影响程度.结果表明,渐开线指尖梁型线的基圆半径对磨损性能影响最大,其次是指尖靴周向宽度角.而指尖靴周向宽度角对指尖密封泄漏量的影响最大,基圆半径次之,前后指尖片厚度对磨损性能和泄漏量的影响相对较小.最后通过和有限元计算结果的对比分析验证了灰色关联分析结果的合理性,从而为指尖密封优化技术研究提供了参考.     

背压腔结构对压力平衡型指尖密封性能的影响分析

采用有限元法分析了背压腔结构变化对压力平衡型指尖密封性能的影响程度和规律 ,探讨了背压腔设置位置和背压腔大小在不同密封流体压差和转子径向跳动量条件下 ,对指尖密封的迟滞率和转子 /指尖靴接触区接触压力的影响规律 ,以便为在保证不发生背压腔泄漏的条件下 ,合理设计背压腔的位置和尺寸提供理论和参考依据。     

碳/碳复合材料旋转指尖密封性能分析

指尖密封是近年来研究较为广泛的一种密封形式,涉及的指尖密封多与静止部件连接而呈静止状（静止指尖密封）,理论与试验研究围绕着密封泄漏和磨损性能改善而开展。提出旋转指尖密封的概念和结构,并利用碳/碳复合材料的良好自润滑性能,探索这一指尖密封新结构对泄漏性能改善的可能及机理。通过"外伸式"和"内伸式"旋转指尖密封有限元性能分析模型,分析了结构、工况以及材料参数等对两种旋转指尖密封性能的影响规律,与静止指尖密封密封性能的对比表明,外伸式旋转指尖密封具有在较高转速或跳动量下仍能维持平稳低泄漏率的特质,而内伸式旋转指尖密封的泄漏率却随着转速增大而增大,因而前者对于高速工况下的航空发动机转子密封更具应用潜质。并探索了旋转指尖密封在轴间密封工程应用的可行性,有助于航空发动机轴间密封新构型设计思路开拓、以及密封结构和性能设计的技术选择。     

具有一般型线的指尖密封性能优化设计

提出基于曲线弧函数s的曲线切向角θ的多项式方程,来表示满足指尖梁成形要求的任意可能的凸、凹型线。利用Taylor级数获得一般型线的通用表达式和特征参数,建立了以低泄漏率和低磨损率为目标的优化模型,从而实现指尖梁形状优化与其他几何结构尺寸的同步优化。优化算例结果表明:经双目标优化设计可以获得综合性能良好的一般型线指尖密封结构形式;与现有圆弧型线和渐开线型线指尖密封优化结果相比,一般上凸型线指尖密封综合性能与圆弧型线和渐开线型线指尖密封相当,一般上凹型线指尖密封在满足低泄漏性能上具有明显优势。     

后遮流板结构尺寸对指尖密封性能影响的研究

采用有限元接触模型分析了在不同压差条件下，三种后遮流板结构尺寸对指尖密封的迟滞特性和刚度的影响。研究表明，后遮流板结构尺寸在不同压差条件下对指尖密封迟滞特性和刚度的影响表现出不同的特点。从综合影响角度考虑，具有较小后遮流板内径的指尖密封体现出更为优良的低迟滞和低刚度的综合特性。     

指尖密封性能优化的一种新方法

指尖密封优化设计中存在着泄漏与磨损改善相互矛盾的问题,利用一般多目标优化方法解决这一特殊矛盾,存在着对优化结果的决策问题,迄今为止,这一问题还没有得到很好解决,成为制约指尖密封工程应用的一个重要原因。为此,将Nash平衡博弈理论应用到指尖密封的优化过程中,提出基于Nash平衡理论的指尖密封性能多目标优化新方法,采用BP神经网络模型获得指尖密封性能优化目标与优化设计变量之间的映射关系,利用遗传算法对基于Nash平衡博弈理论的优化算法进行求解,将计算结果与利用加权平均优化方法获得的结果进行对比分析,并进行试验研究。计算和试验分析结果表明:基于Nash平衡博弈理论的指尖密封性能优化方法具有较好的自适应决策能力,与加权平均优化方法相比,降低了决策难度;依此优化方法获得的指尖密封结构,与其他指尖密封结构相比较,其泄漏与磨损性能都得到改善,具有较好的综合性能。对于指尖密封多目标优化设计而言,基于Nash平衡博弈理论的优化方法是一种有价值的新方法。     

基于模糊评价的人字槽流体动压指尖密封结构参数灵敏度分析

建立人字槽流体动压指尖密封三维流固耦合分析模型,基于ANSYS-CFX软件计算密封的泄漏率和气膜承载力。采用正交试验方法确定密封性能仿真试验方案,针对多指标正交仿真试验结果,采用模糊评价方法建立人字槽流体动压指尖密封性能指标的满意度函数,并运用模糊向量单值化法形成多指标综合满意度。根据综合满意度进行直观分析,得到人字槽流体动压指尖密封结构参数对其性能影响的灵敏程度。结果表明,指尖梁宽度角、动压靴轴向长度和密封片厚度对密封性能影响较大,在结构优化设计中应优先考虑。     

一种梁式管接头密封性能与结构参数敏感性分析

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...     

结构参数对液压旋转接头密封性能的影响

为探究结构参数对液压旋转接头间隙密封性能的影响规律,分别以泄漏量和压力损失作为液压旋转接头的性能指标,研究密封有效长度、密封直径、密封间隙值3种主要结构参数对旋转接头性能的影响。采用正交试验与Fluent流体仿真相结合的方法,分析液压旋转接头间隙密封在不同结构参数下的泄漏量和压力损失情况。结果表明：3种结构参数对泄漏的影响程度由大到小依次为密封间隙值、密封有效长度、密封直径,对压力损失的影响程度由大到小依次为密封有效长度、密封直径、密封间隙值;密封间隙值大小对泄漏量影响非常显著,泄漏量随着间隙的增大呈指数增长关系,而间隙密封有效长度、环形密封直径对泄漏量无显著影响;密封有效长度对压力损失有极其显著影响,而密封直径和密封间隙值对压力损失没有显著影响;从整体上看密封间隙值、间隙密封直径、密封有效长度都大致与压力损失呈一次函数关系,且前两者与压力损失呈正相关关系,后者则与压力损失呈负相关关系。     

反转轴间气膜密封的结构参数与密封性能分析

对一种反转轴间双向气膜密封结构进行了研究,分析了其工作原理和系统平衡求解的过程.对密封结构与系统平衡位置的气膜支反力、气膜刚度及气体泄漏量之间的关系进行了分析对比.结果表明:密封腔内、外坝宽度增大,均使对应端面密封腔内腔宽度减小,密封腔气膜支反力下降,刚度下降,气膜厚度减小;主密封环B腔端面结构参数对系统整体密封性能影响较大,而C腔端面结构参数只对C腔端面气膜密封性能有影响.     

油封正态分布结构参数的可靠性灵敏度分析

以油封的泵吸率为可靠性指标,将理论接触宽度、油侧唇角、空气侧唇角、过盈量和腰厚5种结构参数作为因子,泵吸率作为响应输出,运用正交试验法对油封性能进行分析;运用曲面响应法拟合泵吸率的极限方程,基于可靠性原理建立油封泵吸率的可靠性模型,运用二阶矩法和蒙特卡洛2种方法进行可靠性敏感度计算,分析呈正态分布的随机参数对均值的灵敏度和标准差的灵敏度。结果表明：2种计算方法的结果基本一致,基于均值的敏感度,对可靠度影响最大的是理论接触宽度,油侧唇角、空气侧唇角和过盈量对可靠度为正面影响;基于标准差的敏感度,过盈量的标准差对可靠度影响最大,5种结构参数的标准差均对可靠度有负面影响。     

指尖密封迟滞特性的机理分析

采用有限元法分析了指尖密封的迟滞现象,结果表明静态工作情况下的指尖密封无迟滞特征;对于动态工作情况下的指尖密封,转子对指尖梁的径向作用力变化一个循环时出现的迟滞特征是指尖密封的一个必然存在的现象.从功能观点出发对指尖密封发生迟滞的机理进行了分析,发现迟滞现象是因为指尖密封在工作过程中摩擦力作功不等形成迟滞能而造成的,迟滞能的存在与否及其大小决定了指尖密封是否具有迟滞特性以及迟滞程度的强弱.通过改进指尖密封结构以提高指尖梁刚度、或减小作用于指尖片上的净载荷以及减小密封元件配伍材料的摩擦因数等方法,均可有效减小指尖密封的迟滞能,降低迟滞作用.研究结果为设计低迟滞、具有良好封严性能的指尖密封结构提供理论基础.     

指尖密封弹塑性变形及刚度特性分析

为探讨指尖密封迟滞问题中是否存在塑性变形的影响,对指尖密封弹塑性变形进行了研究,通过有限元分析获得了指尖密封刚度随指尖密封结构参数变化的规律,并拟合出描述这一规律的数学公式。结果表明,指尖密封工作中存在的迟滞问题是由于作用在密封装置上下游流体压力差导致的指尖片和后挡板之间的摩擦阻滞作用而产生的,在指尖密封的结构参数和工况参数范围内,指尖曲梁并未因转子的径向碰撞而产生塑性变形,因此,指尖密封迟滞特性分析可以不考虑指尖曲梁是否发生有塑性变形;指尖曲梁的刚度随指尖曲梁轴向尺寸的增加和指尖数目的减少而增大。