钻井工况下单金属密封接触分析及实验研究

结合钻井领域高温高压工况,对单金属密封的装配过程和双侧受压情况进行有限元分析,求得动密封面接触压力梯度分布,并结合MATLAB和雷诺方程提出了一种计算动密封泄漏率的新方法;然后根据钻井工况搭建了旋转动密封实验台,对动密封面的接触压力分布情况和泄漏率进行测试。实验和仿真结果表明,在低压工况下动密封面呈收敛状态,有利于润滑油膜的形成,而高压工况下则发散;随着润滑油和钻井液压差的增大,动密封面内侧的接触压力逐渐减小,而外侧逐渐增大;泄漏率随着动密封转速的升高而增大,随着动密封轴向位移的增加而降低。     

压缩率对O形橡胶密封圈密封性能的影响

首先分析了O形橡胶密封圈有限元分析的现状,然后从工程实例人手,分析了压缩率对橡胶密封圈密封性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS对O形橡胶密封圈在不同压缩率下的接触压力分布进行了分析,说明提高压缩率对密封圈的密封性能有显著的影响;以此分析结果为基础可以合理设计密封槽的尺寸和缸筒与活塞间的间隙.     

基于有限元方法的发动机压装工艺仿真研究

针对发动机压装工艺,应用Ansys-workbench仿真软件建立了发动机碗塞压装模型,采用非线性接触的方法分析了0.033mm过盈量下接触压力的分布情况,得到压装过程中压装力位移曲线(F-S),并将仿真结果与理论计算值进行对比。根据压装过程质量的控制,提出了通过仿真得到的压装力位移曲线(F-S)为实际压装质量控制提供理论参考。     

热载荷对冷拔20/316L复合管结合强度影响的数值模拟及试验研究

为了探讨热载荷对冷拔20/316L双金属复合管内、外管间结合强度即残余接触压力的影响,运用有限元分析软件ABAQUS6.5模拟研究了复合管的拉拔成型过程,并通过重启动分析模拟了热加载、卸载时复合管应力状态及残余接触压力的变化,分析了不同温度对冷拔20/316L复合管残余接触压力的影响。结果表明,300℃是衬管发生弹性与塑性变形的临界温度,350℃是基管与衬管发生脱离的起始温度。最后通过复合管拉拔试样的热载荷试验,验证了数值模拟的正确性。     

复合管液压成形装置及残余接触压力预测

针对现有复合管制造工艺中存在的问题，研制开发了一种焊接不锈钢衬里复合管液压成形装置，介绍了该装置液压成形系统的工作原理及技术特点。阐述了复合管液压成形过程的原理，并采用弹塑性理论分析了其在液压成形过程中内管及外管的应力应变状态。推导出了复合管残余接触压力与成形压力之间关系的理论计算公式，通过实验对公式进行了验证。结果表明该装置结构及其计算方法适于工程应用。     

微压力接触式台阶仪的结构设计与实验研究

介绍了一种基于光电检测原理的高精度接触式二维轮廓检测仪。该仪器将CCD成像检测技术与接触式检测技术有机的结合起来,通过狭缝成像方式代替进口容栅和磁栅,实现对工件的高精度尺寸检测,具有接触压力小,成本低等优点。实验测得,仪器最小分辨率为1μm,多次测量重复精度为±5μm。     

等壁厚螺杆泵密封性能有限元分析

利用有限元分析软件建立等壁厚螺杆泵的二维模型,分析计算等壁厚螺杆泵在承受不同内压力和压差作用下的接触压力,得出等壁厚螺杆泵的临界接触压力曲线,并与普通螺杆泵进行对比.结果表明:随着内压力的增加接触压力相应减小,等壁厚螺杆泵比普通螺杆泵接触压力大,减小速度慢;随着压差的增加接触压力相应增加,等壁厚螺杆泵比普通螺杆泵接触压力大;临界接触压力随着密封腔内压力的增加而减小,等壁厚螺杆泵比普通螺杆泵的临界接触压力大,减小速度慢.     

矩形截面叶片密封可靠性和机械效率的数值研究

建立了矩形截面叶片密封的数值模型,分析了预压缩量、密封油压等对密封表面接触压力和机械效率的影响.结果表明,叶片密封在径向区的压力分布为非线性曲线分布;密封可靠性和密封面机械效率不仅与预压缩量密切相关,还取决于密封油压.同样预压缩量下,密封油压较低时,密封可靠性更容易保证,但摩擦导致的机械效率损失也会相对较多;密封油压较高时,密封可靠性会有所降低,但摩擦对机械效率的影响也会有所减小.     

金属C形环力学性能及密封特性分析

弹簧加强金属C形环是一种性能优良的静密封元件,为研究结构对C形环力学性能以及密封面接触特性的影响,建立弹簧加强金属C形环三维仿真模型,采用有限元方法分析C形环的压缩回弹特性。仿真结果与压缩回弹实验结果一致,验证了理论模型的正确性。分析C形环密封面上接触区域和接触压力的变化规律,讨论C形环结构对密封特性的影响。结果表明:在相同的载荷下,C形环卸载时的接触区域比加载时的大,表明在卸载阶段C形环在更低载荷下即可维持同等密封效果;螺旋弹簧使C形环具备良好的回弹性能,能更好地应对使用工况的波动;银层使法兰与密封环的接触界面实现良好密封,合金层起保护银层和平稳传递接触力的作用。