基于渗透边界的O形组合圈密封特性研究

为准确研究高压柱塞副O形组合密封圈的密封特性,考虑流体向密封接触区渗透对接触压力的影响,基于逐点比较法提出了综合渗透与非接触边界的数值仿真方法,研究高压流体作用下O形组合密封圈的接触压力与von Mises应力分布。进一步讨论不同预压缩量与流体压力下O形组合密封结构参数对其密封性能的影响。分析结果表明:综合渗透边界与非接触边界的分析方法具有较高的可靠性,试验对比误差为2.9%～4.3%;随着O形圈预压缩量增大,主接触压力与密封长度明显增大,而内部von Mises应力与侧接触压力的变化较小;随着流体压力的增大,O形圈von Mises应力与主、侧接触压力均明显增大,但密封长度的变化较小。此外,组合密封挡圈应用于高压柱塞副可有效避免O形圈局部应力集中,挡圈接触压力随流体压力的增大而增大,但明显小于O形圈主接触压力,仅起辅助密封作用。研究结果为高压柱塞副动密封结构设计与优化提供了依据。     

基于响应曲面法的盾构机单唇形铰接密封性能研究

为提升盾构机铰接密封性能和使用寿命,研究其密封机制及主要失效形式,使用ANSYS Workbench软件建立密封二维轴对称模型,基于响应曲面法分析各影响因子对密封性能的灵敏度和影响趋势,并进行油脂用量的量化研究。结果表明：影响因子的灵敏度由大到小依次为材料的弹性模量、润滑油脂压力、倾斜角度和密封油脂压力;通过合理构建背压能够提高密封的耐压能力;随着材料弹性模量的增大,密封最大等效应力和最大接触压力呈现线性增大;倾斜角度的增大会引起外侧密封压缩量减小,使最大等效应力和最大接触压力减小;材料弹性模量、倾斜角度和润滑油脂压力的交互效应对外侧密封最大接触压力的影响均较显著。对密封性能进行多目标参数优化,获得油脂压力的最优组合方案,为实际工程施工提供参考。     

某汽轮机叶片锻模有限元优化分析

针对某汽轮机叶片锻模出现根部裂纹失效等问题,采用有限元数值模拟技术分析了锻模应力场、温度场分布状态及锻模底部圆角对锻模应力分布的影响。结果表明:叶片锻模最大等效应力值为2 680 MPa,应力集中在叶根底部圆角处;叶根底部圆角半径由R5 mm增大到R12 mm,模具应力集中效应得到缓解,但锻模温度场有所增加;通过改进锻造工艺操作,使得坯料贴合大头端能够有效降低模具应力。     

一种高性能的水轮机密封方式——叶片密封

鉴于目前轴流转桨式水轮机的各种主轴密封存在诸多问题,介绍一种适用于轴流转桨式水轮机的主轴密封方式———叶片密封,介绍其工作原理、结构特点和在某水电站的应用。实践证明,该密封可以较好地解决轴流转桨式水轮机的密封问题,大大减少水轮机停机时间和维修费用。     

某航空液电阀主密封结构密封性能分析及优化

针对液电阀阀芯处密封结构，采用组合式密封结构的设计思路，通过压缩波簧提供预紧力和补偿力。建立密封结构数值模型，对液电阀动密封面的接触应力和转动摩擦力矩进行分析。根据不同的影响因素模拟动密封面间的接触应力分布以及峰值接触应力的变化情况，通过施加流体压力，研究各因素对液电阀转动摩擦力矩的影响规律。设计正交试验并进行直观分析和方差分析，确定最优密封结构。结果显示：优化后主密封副间接触应力增大，转动摩擦力矩减小，有效提升了主密封结构的密封性能。     

复杂三维扭曲空心叶片充液压制工艺

针对一种航空发动机复杂三维扭曲空心叶片进行充液压制工艺研究。通过有限元分析软件对空心叶片充液压制过程进行数值模拟，探究管坯长度、密封推头结构和充液压力对GH4169高温合金薄壁管充液压制成形过程中的管坯贴模情况、壁厚及尺寸的影响，并进行试验验证。结果表明：管坯长度越短，管坯两端的材料越容易向中间流动，管坯易起皱。采用锥形密封推头有效改善了材料流动，可实现管坯简单、有效的密封。采用充液压制工艺可使管坯在较低的充液压力下成形出小半径圆角。当管坯长度为240 mm、充液压力为9 MPa时，管坯的贴模性较好，最小圆角半径为1.0 mm,最大壁厚减薄率为4.1%。试验结果和数值模拟结果一致，成形出的空心叶片表面质量良好，壁厚均匀、减薄小，满足尺寸精度要求，达到了复杂三维扭曲空心叶片短流程、低成本、高精密成形的目的。     

小直径薄壁航空导管双翻边成形端头质量控制

针对小直径薄壁航空导管双翻边成形管件端头实际接触区宽度不均匀的问题，研究了模具参数对成形管件接触区宽度的影响。结果表明：第1道次和第3道次模具参数对结果影响很小，第2道次模具参数影响较大，其中圆角半径和圆角所占夹角有较大影响，半锥角度影响较小，成形管件端头接触区宽度随着第2道次凸模圆角半径的增大明显变宽，随着第2道次圆角所占夹角角度的增大先增宽后变窄，而第2道次半锥角度对接触区宽度影响较小。半锥角度应大于等于圆角所占夹角，基于正交优化方法，得到了最优参数组合为圆角半径R=20 mm,半锥角度为85°,圆角所占夹角为80°,此具有最好的成形效果，成形管件端头接触区宽度得到提升，使管件安装时有较大的密封区域，能有效提升双翻边管端头的密封性能。     

热锻模具结构参数与模具应力关系的数值模拟

为降低深型槽锻模型槽底部过渡圆角处的开裂风险,为锻模结构设计提供指导,通过所设计的模具探究了结构参数(型槽底部过渡圆角半径R、毛边槽桥部单边高度h、入口圆角半径r以及拔模斜度α)对模具应力(模具的最大主应力)的影响。采用单因素变量法,设计了4组模拟实验,共计24次有限元模拟,并通过对比成形载荷的模拟结果和已有研究预测结果来验证模拟的正确性。模拟结果表明：σ_max(模具应力最大值)随着R的增大而减小,且二者呈现出较好的线性关系,即R增大1 mm,σ_max下降约40 MPa;模具整体应力水平随着h的增大而迅速减小,但减小程度逐渐降低;r在1～7 mm变化时对模具应力的影响较小;α对模具应力的影响机理较为复杂,但总体而言,增大α会导致模具应力轻微上升。     

液压往复密封泄漏量的有限元分析

利用大型有限元软件ANSYS建立了O形密封圈的轴对称有限元模型,分析其动态密封能力,得到主密封面接触应力的分布规律;讨论不同的压缩率、材料摩擦因数以及工作压力对其动态密封能力的影响。结果表明:随着压缩率的增加,泄漏量相应减少;选择合适的材料可以有效减少泄漏量;在低压工作时,动态密封的泄漏量随工作压力的增加呈现出先增大后减小且趋于一常数的趋势。     

汽轮机叶片材料高温变形行为及模锻参数优化

采用试验与数值模拟相结合的方法对300MW汽轮机某级动叶片材料高温变形行为及模锻参数优化进行了研究。对1Cr12Ni2W1Mo1V合金进行的高温热模拟试验表明,该材料高温压缩下的流变应力符合双曲正弦函数关系。建立了该材料的高温本构方程,充实了不锈钢的高温材料性能库;应用所建立的材料本构方程,对叶片模锻过程进行了数值模拟,正交模拟试验的结果表明,模具飞边槽桥部宽度b对模锻成形质量影响最大,依次为坯料大头过渡圆角半径r1、模具飞边槽桥部高度h和坯料小头过渡圆角半径r2;生产中采用优化的叶片尺寸及模具结构参数,使材料利用率提高了6.43%,锻打次数减少了2次,终锻件的尺寸精度有了大幅度提高。     

子母叶片泵流量均匀性的提高方法

子母叶片泵是广泛使用的高压泵，为了消除配流时的油击现象，在配流盘上设置了预升压闭死角及减振阻尼，这二者是影响泵的瞬时流量均匀性的主要因素。在对变过流截面和定过流截面的阻尼特性进行研究后，得出在预升压过程中采用二者结合的复合阻尼是提高子母叶片泵流量均匀性的有效方法。     

可调式液力变矩器导轮调节特性分析

液力变矩器内部流动极其复杂,目前其CFD计算已由稳态发展到瞬态。在分析液力变矩器瞬态流场特性基础上,通过UDF和动网格技术,对导叶调节过程中变矩器瞬态流场进行了CFD计算和实验研究。研究结果表明,计算得到动态特性曲线与试验曲线误差较小,说明采用的动态特性数值计算方法是正确有效的。     

抛丸器抛丸叶片失效原因浅析

分析了机械进丸抛丸器中抛丸叶片的失效形式，从运动学角度阐述了抛丸叶片的失效机理，这为进一步提高抛丸叶片的使用寿命提供了理论依据。     

导轮叶片反向设计

本文先用反向设计的方法对变距器导轮的叶片形面进行取点重构，然后再利用正向设计的方法进行导轮的三维造型。讨论了应用快速原型技术（Rapid Prototyping,RP)制造导轮快速模具（Rapid Tooling,RT)的方法。     

变排量叶片机油泵CFD分析

变排量叶片式机油泵可以根据系统压力的变化(外负载的大小),自动地调节变量装置改变输出流量的大小,从而使能量消耗减少,系统效率提高。对变排量叶片式机油泵进行CFD分析,得出各个工况下的流量,据此可以找出流量与转速以及流量与偏心距变化之间的关系;采用设置监测点的方法分析泵的压力波动,找到可能产生振动和噪声的区域,为进一步的CAE分析指明了方向;通过对空化云图的分析,为泵的选材及结构改进提供依据。研究结论有效地指导了泵的开发过程,对其他同类产品的研发也具有指导意义。     

副叶轮密封在气体压缩机上的应用

简单介绍了对气体压缩机上的轴封改造后的副叶轮密封装置的结构及设计计算。     

单作用叶片泵叶片-定子运动副承载机制及强度分析

单作用叶片泵中叶片定子运动副运动形式复杂,受周期性载荷作用,易因强度不够而产生叶片折断或定子表面擦伤,是制约叶片泵性能提升的关键因素。根据单作用叶片泵叶片定子运动副工作特点,分析该运动副在整个转动周期中的力学承载机制;运用ANSYS软件开展有限元接触力学强度分析,计算叶片及定子接触应力及应变分布。强度分析表明:定子环和叶片内部等效应力均存在一定程度的波动,定子环上最大等效应力发生在两端面上,叶片最大应力集中在叶片顶部和与转子接触部位,但叶片应力明显低于定子上应力。因此在设计时可增大叶顶弧度,减小应力集中。研究工作为高性能叶片泵分析与设计提供一定的理论基础。     

整铸导叶的铸造工艺

针对整铸导叶铸件存在的技术难度进行工艺研究,在模样、工装、冒口、冷铁、浇注系统等方面进行优化设计,结合计算机数值模拟.生产出合格的产品,为今后同类产品的生产积累了宝贵的经验.     

双作用叶片式二次元件的研究

介绍了双作用叶片式二次元件的结构和工作原理，分析了其变量机理和节能特点，并对二次元件的性能特性进行了研究。     

多项式曲线顶端对子母叶片受力的改善及其特性研究

针对某水下热动力装置的叶片泵脱空现象,对全工作区子母叶片受力过程进行了分析与建模,对叶片顶端形状进行了优化,对叶片压力分配比和接触位置进行了仿真,并与顶部为圆弧的单面后倾子母叶片和对中圆弧子母叶片这两种叶片的受力情况对比.结果表明:通过优化所得到的四阶多项式顶部曲线子母叶片在受力均衡性和减小脱空两方面拥有比其它两种叶片更好的特性.