金属石墨缠绕垫片蠕变对法兰接头密封性能的影响

法兰接头在高温环境中工作时,接头各个部件的蠕变松弛会加剧,然而在法兰接头的研究中,大多没有考虑垫片的蠕变松弛。以金属石墨缠绕垫片为例,在不同温度及不同初始密封比压情况下进行蠕变松弛性能试验;将试验结果进行拟合得到垫片蠕变松弛性能计算公式,将其代入法兰接头变形协调方程中,计算得到接头蠕变2年的螺栓力随时间的变化情况。使用ANSYS软件建立法兰接头有限元模型,并计算不同部件蠕变2年所造成的螺栓力的松弛情况。理论计算结果与有限元计算结果相近,表明建立的理论模型可用于接头螺栓力松弛的评估。研究结果表明：初始密封比压相同时,温度越大则垫片的蠕变量越大,温度相同时,初始密封比压越大则垫片的蠕变量越大;垫片蠕变对法兰接头有显著影响,在一些情况下仅垫片蠕变就能使螺栓力下降40%,因此垫片蠕变对法兰接头的影响不能忽略。     

不同温度下胶乳复合垫片蠕变松弛特性分析

螺栓法兰接头的垫片在高温下长期使用,会发生蠕变松弛。垫片的蠕变松弛会导致接头内部流体泄漏,因此建立一种预测密封垫片蠕变和应力松弛的方法尤为重要。利用三参量开尔文流体模型建立一种预测垫片高温蠕变残余应力随时间变化的解析模型,并对胶乳复合垫片进行不同温度、不同应力载荷的蠕变松弛实验。研究结果表明：胶乳复合垫片在相同应力载荷下温度越高残余应力整体下降越明显,且应力载荷越大,损失的应力越多,随时间的推移,残余应力下降逐渐平缓;垫片的高温蠕变松弛行为会导致垫片质量和厚度下降,但随着垫片应力载荷的继续增加,垫片质量和厚度下降的趋势会有所减缓,而随温度的增加,质量和厚度持续降低,且下降趋势不会变缓。三参量开尔文流体模型的预测值与实验数据非常接近,最大误差为4.104%,该模型可以准确地描述垫片的力学行为以及垫片由于蠕变松弛引起的应力载荷损失。     

压缩非石棉密封板材蠕变松弛性能的理论和试验研究

从压缩非石棉密封板材恒应力蠕变出发，分析了实际法兰连接系统中垫片的蠕变松弛行为，并导出了该材料以一般粘弹性模型为基础的蠕变松弛计算公式，试验结果表明两者具有较好的一致性。     

金属与金属接触型石墨密封垫片高温力学性能的试验研究

研究了金属与金属接触型石墨密封垫片在高温下的力学性能,包括压缩性能、回弹性能和蠕变松弛性能。根据试验结果获得了表征石墨垫片力学性能的拟合曲线和曲线方程,同时得到了石墨垫片在各温度下发生金属与金属接触时对应的接触应力。试验结果表明,温度影响石墨密封垫片的力学性能和接触应力。     

高温法兰密封接头的可靠性分析

长期工作在高温下的螺栓法兰接头，由于密封垫片和螺栓的蠕变松弛，使得垫片上的残余应力逐渐减小，法兰接头的密封可靠性逐渐降低，并最终导致泄漏失效。在考虑垫片和螺栓蠕变的基础上，对法兰连接系统进行变形协调分析，建立了高温下法兰接头的变形协调方程，进而导出了泄漏率的极限方程；通过与法兰强度、螺栓强度的极限方程相结合，得出了利用Monte Carlo法计算高温螺栓法兰接头可靠度的方法，并给出了计算实例。     

高温法兰连接系统的失效分析

针对法兰连接系统长时间在高温下工作会导致泄漏失效的问题,对法兰连接系统的3个主要部件的失效机理进行了分析,其中从蠕变、预紧力、脆性断裂及疲劳等方面分析了螺栓的失效机理;从蠕变松弛失效、高温回弹性失效和高温强度失效等方面分析了垫片的失效机理;从高温蠕变松弛失效和高温下的界面泄漏失效等方面分析了法兰的失效机理。本文为更快地找出高温下法兰连接系统的失效原因提供了参考依据。     

橡胶在无石棉密封垫片上的应用

无石棉垫片广泛应用于汽车密封当中,橡胶作为基本原材料,对密封性能有着举足轻重的作用。介绍不同橡胶材料对密封效果的影响,试验研究了橡胶含量对垫片的压缩回弹、蠕变松弛、抗拉强度和泄漏率的影响。按照本文所得结论,可以在无石棉密封材料制备过程对橡胶的选用提供依据。     

膨体聚四氟乙烯垫片的厚度对力学行为和密封性能的影响

对膨体聚四氟乙烯(ePTFE)密封垫片的主要性能进行了试验研究,分析了厚度对性能的影响规律,并探讨了ePTFE的蠕变行为与密封性能的关系。结果表明:由于ePTFE内部膜界面的影响,最大拉伸强度、蠕变性能和密封性能都受材料厚度的显著影响;ePTFE垫片的泄漏方式以界面泄漏为主,本体渗漏仅占10%左右;基于蠕变和泄漏率的关系,发现特征松弛时间τ可以作为评价ePTFE密封性能的一个重要参数。     

超声波测长法测定非金属密封垫蠕变松弛率

通过对传统蠕变松弛试验仪改造,用超声波测长法代替千分表测长法,用普通高强度螺栓代替特殊加工工艺应力螺栓,并就改造后的稳定可靠性进行了验证。可同时制作几个工装进行垫片试验,提高工作效率。     

外弯矩和蠕变对螺栓法兰连接紧密性的影响

螺栓法兰连接是石油化工机械设备等工业装置中最重要的静密封连接形式之一,其失效的主要原因是泄漏.在考虑垫片的非线性和连接结构部件(法兰、螺栓和垫片)蠕变的基础上,采用ABAQUS软件对承受外弯矩作用的螺栓法兰连接结构进行了三维数值模拟,研究了外弯矩和蠕变对连接结构紧密性的影响.研究结果表明,外弯矩使连接结构垫片应力分布不均匀,蠕变进一步加剧了应力分布的不均匀性并使垫片应力减小;受拉侧垫片应力减小导致了连接结构的泄漏.     

Al2O3-SiO2／AZ91D复合材料蠕变行为的研究

研究了Al2O3-SiO2短纤维增强AZ91D复合材料在不同温度下的蠕变性能。结果表明,Al2O3-SiO2／AZ91D复合材料具有良好的抗高温蠕变性能。显微分析发现,复合材料在蠕变过程中部分纤维发生断裂。纤维／基体界面处的缺陷和微裂纹在加载应力的作用下逐渐扩展,最终导致复合材料的蠕变断裂。     

纤维改性聚四氟乙烯密封材料的制备及性能研究

以碳纤粉、短玻纤为主要增强纤维,采用冷压成型和自由烧结工艺制备改性聚四氟乙烯(PTFE)密封复合材料.分析了增强纤维含量以及不同纤维表面处理工艺对材料抗拉强度和压缩回弹率、应力松弛率等密封性能的影响.结果表明:增强纤维含量对材料密封性能具有显著影响,而表面处理工艺的影响则不甚明显;碳纤粉对PTFE的改性效果明显好于短玻纤;具有适当填充量的PTFE密封复合材料可满足200 ℃下长期使用的要求.     

Al_2O_3-SiO_2系纤维增强ZL109合金复合材料的高温蠕变特性

用加压铸造法制取Al2 O3 SiO2 系纤维增强ZL10 9合金复合材料 ,研究了在不同温度和不同试验应力下复合材料和ZL10 9合金的高温蠕变特性。结果表明 :经纤维增强的复合材料 ,在5 73K下的蠕变极限强度是ZL10 9合金的 1 2倍 ,在 673K的蠕变极限强度是Z10 9合金的 4倍 ,但复合材料的蠕变断裂具有突发性。     

Creep simulation of adhesively bonded joints using modified generalized time hardening model

Creep behavior of double lap adhesively bonded joints was investigated using experimental tests and numerical analysis. Firstly, uniaxial creep tests were carried out to obtain the creep characteristics and constitutive parameters of the adhesive at different stress and temperature levels. Generalized time hardening model was used to predict the creep behavior of the adhesive. This model was modified to simulate the creep behavior at different stress and temperature levels. Secondly, the developed model was used to simulate the creep behavior of bonded joints using finite element based numerical analysis. Creep deformations of the joints were measured experimentally and good agreement was observed in comparison with the results obtained using numerical simulation. Afterward, stress redistribution due to the creep along the adhesively bonded joint was obtained numerically. It was observed that temperature level had a significant effect on the stress redistribution along the adhesive thickness.     

Prediction of creep failure in aeroengine materials under multi-axial stress states

The creep and creep rupture behaviour of two, significantly different, aeroengine materials, namely a nickel-base superalloy at 700°C and a high temperature titanium alloy at 650°C, were studied. Experimental creep tests were conducted on uniaxial specimens and axisymmetric notched bars under constant tensile loads conditions. From the uniaxial creep test results, a creep continuum damage model was established for each of the materials. The skeletal point stress approach was used to obtain the approximate creep rupture stress criterion in the multi-axial generalization of the creep continuum damage models. This approximation was cross-checked using axisymmetric Finite Element (FE) analyses in a trial and error procedure. Multi-axial creep continuum damage models were then used in further FE creep analyses to predict the creep rupture times in specimens subjected to different tensile loads. The FE predictions of the rupture times in these notched specimens were found to be in good agreement with the experimental results for the nickel-base superalloy (Waspaloy) at 700°C and the titanium alloy (IMI834) at 650°C.     

On the meausurement of the material response of linear photoviscoelastic polymers

The basic relations between the temporary birefringence effects, the strain and stress state and the optical response of linear photoviscoelastic materials are derived. According to the theoretical considerations proper procedures are described to measure the time-dependent optical response and to evaluate the optical creep compliance and the optical relaxation function. Finally, results are given for some different photoviscoelastic materials.     

不同活塞杆用密封件应力松弛现象研究

该文利用广州机械科学研究院有限公司自有的油封径向力测试仪以及定制加工的轴套对Y圈,轴用方形圈,轴用阶梯圈以及V组等4种不同类型的活塞杆用橡塑密封件在特定温度下以及在宽温域下的应力松弛现象进行了研究。结果表明,随着温度的升高以及时间的推移,4种同一轴径、不同材料、不同结构形式的活塞杆用密封件均出现了应力松弛的现象,且不同密封件,其径向力初始值以及应力松弛的规律不同。     

蠕变-疲劳载荷下25 Cr2 MoVA 钢的循环应力松弛行为

试验测试了500℃时高温螺栓材料25 Cr2 MoVA在应变控制的蠕变-疲劳载荷下的循环应力松弛行为,重点考虑了不同应变幅和峰值保持时间对材料应力松弛行为的影响。研究表明,保持阶段的蠕变变形和循环加载阶段的粘塑性变形共同加速了25 Cr2 MoVA的应力松弛速率,且应变幅小的时候,材料的循环松弛速率更大。