牙轮钻头单金属密封性能分析及结构创新

针对石油钻采过程中牙轮钻头密封易失效的问题，在ANSYS Workbench软件中建立单金属密封模型并进行有限元分析，研究其预装配以及环境压力2个载荷步下的整体密封状态。分析不同环境压力、装配位移、O形圈硬度、静环尺寸等重要参数对动密封面以及橡胶圈表面接触压力的影响。数值模拟结果表明：动密封面接触压力呈线性分布，保证了良好的内外压差；橡胶圈两侧接触压力为33 MPa，支撑环处接触压力达到37 MPa，满足密封要求。为改善静环外侧易磨损导致密封失效的问题，对静环和支撑环结构进行创新，增加O形圈与支撑环之间的接触面积。结果表明：新结构的动密封面接触压力呈矩形分布，在保证了密封效果的前提下解决了静环易变形磨损的问题；静环支撑环之间的接触压力由37 MPa提高至55 MPa，同时增加了静环底部接触面的接触压力，有效地提高了单金属的密封性能。     

轿车铝合金轮毂力学性能有限元分析

为了保护环境,减少污染,节约能源,车轻量化路线在汽车行业的作用就显得极为重要。铝合金已被公认为是实现汽车轻量化路线最有效的材料,在汽车的铝化率不断提高的前提下,对汽车的安全件——轮毂的机械性能的要求也越来越高。汽车的轮毂不仅是汽车承载的重要零部件,也是汽车运行过程中唯一的安全外观零部件,为了提高铝合金轮毂在行驶过程中的强度,越来越多的科研人员对轮毂的疲劳失效结果进行分析研究。目前汽车轮毂所用材料包括钢铁材料、合金材料以及复合材料等。以铝合金轮毂为例,首先对汽车轮毂进行了力学性能分析,并对轮毂的受力载荷进行了确定。建立铝合金轮毂的有限元分析模型,利用ABAQUS软件对轮毂的受力情况进行了模拟仿真,通过计算得出轮毂的应力、应变分布云图。计算结果表明,铝合金轮毂的总应力和应变位移集中在轮辐和车轮的接合处。计算结果的强度与设计要求相对应,但是应力的变化取决于负载,并且仍有很大的优化空间。有必要进一步优化轮毂的设计,在不改变轮辋的情况下改变其张力和拉伸位置,并设计轮毂的结构尺寸以提高轮毂的性能。