柱塞泵密封圈有限元分析

用有限单元法对柱塞泵密封圈进行了分析，获得了橡胶密封圈与柱塞问接触应力的分布规律以及接触应力与工作介质压力的关系。计算表明：橡胶密封圈在工作介质压力的作用下，有“偏离效应”的存在，即在密封圈的接触宽度上，唇部受拉伸，根部受压缩，主密封在靠近唇部位置；同时，主密封带的位置不随工作介质压力的变化而变化，且最大接触应力与工作介质压力之比为1．23。为润滑状态和密封机理的分析提供了计算依据。     

压裂泵柱塞密封副有限元分析

用有限单元法对ＯＰＩ－ １８００ＡＷＳ型压裂泵柱塞密封副进行了有限元分析,获得了橡胶密封圈与柱塞之间接触应力的分布规律以及接触应力与工作介质压力的关系。计算表明：橡胶密封圈在工作介质压力的作用下,有“偏离效应”的存在。即在密封圈的接触宽度上,唇部受拉伸,根部受压缩,主密封在靠近唇部位置;同时,主密封带的位置不随介质压力的变化而变化,且最大接触应力与工作介质压力之比为１ ．２３ 。所有这些为润滑状态和密封机理的分析提供了计算依据,同时为密封圈结构设计提供了新的认识和理论依据。     

深海高压舱密封性能评价研究

为了确保基于O形橡胶密封圈的深海高压舱实现可靠密封，避免因经验设计带来的密封失效，提出了通过计算O形橡胶密封圈密封工作时的最大接触应力来判断密封可靠性和安全裕度的评价方法.采用超弹性单元HYPER56建立了O形密封圈的有限元分析模型，计算了高压舱O形密封圈在承受内压时的应力分布.计算结果表明,当O形圈的预压缩量小于1 mm 时，增大O形圈的预压缩量，可以显著提高O形圈的最大接触应力；当O形圈的预压缩量大于1 mm 时，增大O形圈的预压缩量对提高O形圈的最大接触应力贡献不大；当O形圈的预压缩量大于0.6 mm时，O形圈的最大接触应力始终大于密封压力，高压舱能可靠实现60 MPa的密封.对上述结论进行了高压密封实验，实验结果表明，当O形圈的预压缩量为0.8 、1 和1.2 mm时，高压舱能可靠实现60 MPa的密封；通过计算当O形橡胶密封圈密封工作时的最大接触应力，可以对高压密封舱的密封性能做出正确判断.     

高压快开盲板侍服密封圈非线性有限元分析

采用有限单元法对高压快开盲板中C形侍服密封圈进行了接触边界、大变形等非线性应力分析,应用有限元分析软件ANSYS建模,分析计算得出密封圈接触变形、接触应力及其分布情况,获得了密封圈与盲板筒体之间的接触压力分布规律及其与工作介质压力之间的关系,从而可以有效地分析C形复合结构侍服密封圈的密封能力。     

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.     

自动振打除灰装置活塞处双向密封研究

为研究自动振打除灰装置活塞在工作状态下的可靠密封,需要选择合适的密封圈.运用CAE软件在自动振打除灰装置活塞与活塞杆密封处分别建立了双Y密封结构和X型圈密封结构的非线性有限元模型,得出了在两种不同的密封圈结构下密封沟槽中的接触应力,Von-Mises应力与工作流体压力之间的关系,对比分析两种计算结果确定了自动振打除灰装置活塞与活塞杆处合适的密封结构.     

压裂泵往复密封圈结构的分析

柱塞密封寿命是压裂泵性能好坏的一个重要指标,密封材料和密封结构是决定密封副寿命的两个关键因素。文章从柱塞与密封圈接触应力构成的角度出发,分析研究压裂泵V形往复密封圈结构参数对接触应力的影响,对密封结构参数进行了优化,为密封圈的结构设计提供理论依据。     

新型磁流体密封圈的特性分析

磁流体密封技术是近年来发展起来的一项新技术,利用磁流体作为密封介质设计了新型径向磁极磁流体密封圈,介绍了该密封圈的结构及工作原理;给出了耐压能力的数学模型,并通过密封间隙中磁场的有限元分析及磁流体流场的分析,对该密封圈进行了特性分析;给出了密封压力与密封圈磁极长度、磁极宽度和密封间隙三个设计参数之间的变化关系,并给出了新型径向磁极密封圈和轴向磁极密封圈的设计比较,分析结果表明,所设计径向磁极磁流体密封圈的耐压能力随磁极长度增加先增大后减小,随磁极宽度增大而增大,随密封间隙增大而减小,除具有目前普遍采用的轴向磁极磁流体密封圈的优点外,还具有比轴向磁极密封圈尺寸大小、结构简单的特点。     

真空结构橡胶密封圈的泄漏率分析

对于一种航天高真空结构橡胶密封圈,通过用数值模拟的方法,分析计算了在高温70℃、常温23℃以及低温-70℃时密封结构的压紧力以及橡胶密封圈的变形情况,得到密封圈橡胶材料的密封系数,并据此计算了密封圈在3种温度时的泄漏率。分析结果表明:橡胶材料的密封系数与温度以及所受的平均应力有关;对于此密封结构,温度对于密封圈的密封性能有很大的影响,室温时的泄漏率比高温和低温时要高。     

新型虫形密封圈密封性能研究及优化

虫形密封圈位于Dn1160型压力烧结炉密封槽内,易发生撕裂破坏。采用有限元分析方法对虫形圈进行非线性接触分析,应用Ansys软件对虫形圈Von Mises应力、接触应力等进行数值模拟,并对结果进行对比,得出不同参数及工况下虫形圈的开裂破坏特点及易撕裂位置,同时参考前人的研究成果,进一步优化了虫形圈的密封能力。研究结果为同类型密封圈的设计和优化提供了一种新思路。     

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。     

压裂泵柱塞密封副研究

对压裂泵柱塞密封副失效原因进行了分析研究 ;利用有限元法对密封圈进行了计算分析。在此基础上 ,对密封圈的材料和结构进行了改进设计。采用 2 6型氟橡胶和填充聚四氟乙烯两种材料制造密封圈 ,并且交互排列组合在一起使用 ;密封圈唇部夹角为 90°增至 114° ;通过磨损试验 ,对柱塞表面强化材料进行了筛选 ,制订了相应的强化工艺。柱塞表面强化方法为喷焊处理 ,喷焊材料为PHNi6 0A 15 %WC。现场使用证明 ,改进后的柱塞密封副使用效果很好。     

油水井带压作业装置中环形密封胶芯的设计

采用动态密封理论,针对带压作业系统中的橡胶密封胶芯问题,利用非线性有限元计算了在井压和 密封外压作用下的变形和应力分布特征,并通过对密封胶芯材料进行了强度和疲劳实验研究,获得了胶芯材料破坏的原因,进而根据计算和实验研究结果,进一步提出了在胶芯内增加钢筋以减小最大剪切力的改进意见,同时进行了理论校核,并以此为基础设计了新型的密封胶芯,从而解决了带压作业装置高压动密封的难题。     

焊接金属波纹管机械密封端面径向振动特性研究

焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立了端面密封环的几何模型和极坐标下端面所受表面压力以及分布力矩的数学模型;采用圆环理论和数值分析方法,推导出受谐波形式载荷条件下端面振动位移的求解公式。然后,利用MATLAB求解出密封端面在不同工况条件下轴向振动和径向振动位移特解。发现在相同的工况条件下径向振动位移均大于轴向振动位移。最后,设计了径向振动试验,利用电涡流传感器测量密封端面径向振动位移,分别探究了介质压力、工作转速、载荷系数和压缩量对径向振动位移的影响。结果表明：工作转速和压缩量对径向振动位移影响较大,介质压力和载荷系数对径向振动位移影响趋势相同。径向振动位移随着转速的增大而急剧增大;随着压缩量的增加先缓慢增大后迅速增大;随着介质压力的升高、载荷系数的增大,径向振动位移先减小后增大。对比理论计算和试验结果,验证了密封端面振动位移数学模型的正确性。优选出合理的工作参数范围为：介质压力为0.4～1.4 MPa,工作转速为1 500～2 500 r/min,载荷系数K为0.60～0.75,压缩量为4～6 mm。     

脱硫泵机械密封稳态温度场的有限元分析

机械密封温度场研究是热应力分析的基础,是影响机械密封工作寿命与密封性能的主要因素。通过建立密封环有限元模型,提出机械密封动、静环轴对称问题的有限元分析与稳态温度场计算方法,得出了密封环温度分布规律。并对接触面的热流密度、模型与介质的对流换热系数以及热流分配系数等物理量进行了分析。结果显示,温度变化主要集中在靠近内径的接触面附近的局部区域,该区域变形较大,且不利于密封环的散热。     

高压烧结炉虫形密封圈性能研究

采用FEM 方法对Dn1160型压力烧结炉中虫形密封圈做非线性接触分析,利用Ansys14.5模拟计算虫形密封圈VonMises应力、接触变形、接触应力及分布情况,对比不同参数时开裂破坏及寿命。讨论了系统内压、槽口半径、密封间隙、摩擦系数改变对密封性能的影响,进而完善虫形圈的密封性能。     

深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。