特大型真空容器密封结构有限元变形分析和设计优化

使用有限元方法研究了某特大型真空容器采用的硬法兰单橡胶密封圈的密封结构的变形，得到了密封圈和密封槽的宽度发生变化时对密封法兰的变形及密封橡胶圈压缩量的影响及规律，为密封结构的设计优化，制订简单、可靠、方便、经济、高效的加工路线提供了理论根据。     

关节轴承密封槽及密封圈的设计改进

通过对关节轴承密封圈结构、材质性能及密封槽结构的分析,提出了一种新型的密封槽和密封圈结构,经实验和实际使用验证,改进后的密封装置密封性能良好,不易产生压装不到位、脱落及变形等缺陷。     

辅助密封影响下机械密封端面变形行为的研究

采用整体接触有限单元法,考虑"O"型辅助密封圈的影响,计算了不同压力下机械密封端面变形行为.结果表明:密封端面变形造成发散型密封间隙,高压下变形较大,密封性较差;辅助密封圈对与之接触的动环变形影响较大,在低压时其端面变形与压力呈非线性关系,而在高压时呈线性关系;为减小端面变形,应对密封环结构进行合理设计,限制辅助密封圈处的密封间隙大小.     

热力耦合作用下水下井口连接器密封特性*

为研究海底高温高压复杂工况下金属密封圈在井口连接器中的密封性能，根据传热学理论建立传热学和热力耦合数学模型，运用ANSYS建立井口连接器温度场有限元模型；在温度场数值模拟的基础上，进行稳态和瞬态热结构耦合数值模拟分析，得到油气介质压力及温度对水下井口连接器密封性能的影响。结果表明：油气介质温度越高，密封圈内部的温度梯度越大，在温度冲击影响下，连接器各零部件和密封圈之间的温差波动要大于匀速变温及瞬间变温下产生的温差波动。稳态热-结构耦合分析表明，金属密封圈会因温度升高而产生膨胀变形，并且该变形大于不施加温度载荷时的变形，说明温度载荷在特定条件下将直接影响连接器的密封特性；瞬态热-结构耦合分析表明，油气介质温度的快速变化，导致密封圈中接触面受热产生的线膨胀比外圈的线膨胀大，从而导致密封圈内部的不协调变形，因此在实际工作环境中应避免温度升高速度过快的现象发生。     

一种液压缸串联式组合密封及流场分析

针对液压缸传统的活塞密封,如接触密封、间隙密封存在的不足,将接触密封与间隙密封沿活塞轴向有机集成,提出一种新型串联式组合密封结构。建立该结构的数值分析模型,通过数值仿真获得流场压力分布、密封圈变形与内泄漏特性,以及结构参数对密封性能的影响规律。结果表明：在进出口压力相同的情况下,相比于接触密封,组合密封的内部结构中压力损失更大,密封圈受到的压力和冲击更小,有利于减少密封件变形;组合密封结构中端部的间隙密封对油液实施了阻滞,使中间的密封圈承受的油液冲击和压力变弱,因而密封圈变形更小;组合密封的多级密封结构能更好地屏蔽泄漏,提升密封性能;组合密封内泄漏受间隙密封长度、密封间隙和油液压力的影响,增大间隙密封长度、减小密封间隙和油液压力,可减少泄漏量。内泄漏物理实验进一步表明,该组合密封能有效减少内泄漏量,提高密封性能,且在密封圈出现损伤故障时,仍能在很大程度上抑制或减少内泄漏,提高密封效果与可靠性。     

轴承密封圈变形的非线性有限元分析

密封圈的性能与固定方法、密封压缩变形等密切相关。本文采用大变形非线性有限元方法分别分析了接触式密封圈和非接触式密封圈在不同压缩量下的变形和压力变化规律。它对于合理选取密封圈固定处压缩量、密封压缩量和形状的选择具有指导意义，为轴承密封件的设计计算提供了一种新方法。     

基于APDL语言的空气源热泵热水机组压缩机密封结构设计

使用APDL语言对O形橡胶密封圈密封结构进行建模，利用大变形、接触的非线性有限元理论建立了空气源热泵热水机组压缩机密封结构的二维轴对称模型。通过修改设计参数，由计算机完成不同密封结构建模操作，实现密封结构的性能分析。这样可避免大量的重复性操作，提高了分析效率，并为密封结构设计改进提供了依据。     

蒸压釜Y形橡胶密封圈有限元分析及结构优化

采用有限元方法分析蒸压釜Y形橡胶密封圈在预安装、预压紧及工作状态下的变形与应力分布特性,结果表明蒸压釜密封槽密封腔的密封主要依靠Y形圈唇尖部位完成,同时该部位也最易损坏。分析蒸压釜Y形密封圈结构参数与密封圈应力变化之间规律,得到对Y形密封圈密封性能影响较大的结构参数,并通过正交试验方法对Y型密封圈进行结构优化。通过优化,在保证接触面可靠的接触压力的条件下降低了Von mises应力,且Von mises应力最大值位置由原来的密封唇尖转移到密封唇内侧,有效降低密封唇唇尖部位发生损坏的可能性;同时唇夹角的增大与Y形圈长度的减小可以达到节省材料的目的。因此,通过对Y形密封圈的优化达到了延长使用寿命、节省材料的目的。     

蒸压釜Y形橡胶密封圈应力分析及结构优化

采用有限元方法分析蒸压釜Y形橡胶密封圈在预安装、预压紧及工作状态下的变形与应力分布特性,结果表明蒸压釜密封槽密封腔的密封主要依靠Y形圈唇尖部位完成,同时该部位也最易损坏。分析蒸压釜Y形密封圈结构参数与密封圈应力变化之间规律,得到对Y形密封圈密封性能影响较大的结构参数,并通过正交试验方法对Y型密封圈进行结构优化。通过优化,在保证接触面可靠的接触压力的条件下降低了Von-mises应力,且Von-mises应力最大值位置由原来的密封唇尖转移到密封唇内侧,有效降低密封唇唇尖部位发生损坏的可能性;同时唇夹角的增大与Y形圈长度的减小可以达到节省材料的目的。因此,通过对Y形密封圈的优化达到了延长使用寿命、节省材料的目的。     

高水压环境下盾构主轴承唇形密封圈密封性能分析

在分析盾构主轴承密封结构及功能的基础上,结合琼州海峡跨海隧道工程,建立了主轴承密封圈仿真分析模型,分析不同压力差下,唇形密封圈的保持架结构,对主轴承密封圈受力情况和密封性能的影响。研究结果表明：有楔形突起的保持架对密封圈的受力情况及密封性能具有较大影响。该结构有效改善了密封圈的力学结构,提高了其结构的稳定性和密封性能的稳定性,在保证良好密封性能的前提下,使密封圈有较小的变形和等效应力。     

基于数值模拟的矩形密封圈参数化分析

利用有限元分析软件ABAQUS建立二维轴对称模型,对静密封中矩形密封圈与O形密封圈的密封性能进行了对比,分析了矩形密封圈压缩率、材料硬度、截面长宽比和倒角尺寸对矩形密封圈的变形、接触压力和Mises应力的影响。结果表明:在静密封中,矩形密封圈的密封性能优于O形密封圈的密封性能;压缩率越大,密封性能越好;材料硬度是影响密封性能的重要因素;截面长宽比对密封性能影响最小;倒角尺寸越小对最大Mises应力和最大接触压力影响越明显;矩形密封圈的接触压力分布均匀,更适合静密封结构。     

刹车装置汽缸座进油接头渗油分析及改进

针对使用过程中刹车装置汽缸座进油接头处渗油问题进行分析，结合故障件返厂分解时密封圈磨损情况，由于密封圈安装过程中无结构限位，过度挤压变形导致密封失效，从而制定解决措施。     

表面纹理对旋转轴唇形密封性能的影响

在唇形密封圈唇端两侧设置整齐排列的圆形、正方形和等边三角形3种凹坑纹理形式,建立具有表面纹理的旋转轴唇形密封圈的有限元模型,并分析获得密封面静态接触压力和变形系数矩阵;建立综合考虑混合润滑和空化及表面纹理形状影响、耦合流体场和弹性变形场的唇形密封圈接触区域密封数值计算模型,并建立集有限元分析与数值计算于一体的唇形密封圈接触区域泵吸率计算流程。计算结果表明:表面纹理结构使得密封唇与轴的接触压力相对下降,且有效地增大唇形密封圈的膜厚并改善泵吸效果;相较于圆形和正方形纹理,三角形纹理对唇形密封圈的改善效果最佳。但表面纹理结构在改善密封区域润滑状态的同时,也造成密封动态压力的波动,且三角形纹理的影响更显著。     

固体发动机结构密封特性分析

根据固体发动机密封结卡句的特点，从密封圈的密封机理出发．对固体发动机密封的充分必要条件及密封界面的接触压应力分布进行分析，研究了粘弹性材料的压缩回弹特性，应力松弛特性和一些可能的密封失效因素．为固体发动机结构密封工作可靠性及密封圈的正确选用提供了依据。     

山形组合密封圈的特点及其应用

从山形组合密封圈的结构、材料及密封机理方面出发，详细介绍了该密封圈的特点及适用范围。     

给水泵油封装置O形密封圈的有限元非线性分析

为解决给水泵油封装置中O形圈因密封失效而引起泄漏的问题，利用有限元法对密封圈的大变形、超弹性进行非线性接触分析。首先建立密封圈与转动环沟槽之间的轴对称模型，分析O形圈在不同压缩率、不同轴向压力下的应力分布规律，进而对油封装置结构改进，最后利用试验台位测试油封的密封性能。结果表明： O形密封圈压缩率越大主接触面峰值应力越大，侧接触面应力基本不变；密封圈轴向压力的增加，接触应力也急剧上升，侧面接触应变较大，但工况内无胶料“挤出”发生；改进后双密封O形圈动环结构密封可靠性、安全性更高，在不同工况下进行密封性能试验，油封装置无泄漏，为油封密封圈选型以及避免给水泵实际运行中出现“滴、漏”现象具有一定的指导意义。     

关于0.01 MPa真空度下密封结构的分析

为了设计适用于0.01MPa高真空度下真空喷涂工艺的密封结构,首先,对该结构的工作环境做了简要说明;然后,建立密封结构模型并对该结构的工作原理进行了解析说明,采用有限元法对初始建立的模型和密封圈变形进行分析,进而得出密封结构设计的关键参数;最后,通过仿真分析,验证了2个密封圈在2.4mm最优变形量下,与传动轴之间的挤压应力能够满足真空喷涂工况下传动轴的密封要求。该结构的成功设计与应用为简单密封件的设计提供了新的思路。     

带座外球面球轴承密封圈的改进

针对带座外球面球轴承密封圈压装过程中出现的问题，改进了密封圈的设计及结构：在密封圈外径唇部增设半圆形减压槽；加大密封圈外径尺寸，使密封圈外径与密封槽过盈配合；增大密封圈内径尺寸，使其接触过盈量适当；按带座外球面球轴承轻窄系列的密封槽尺寸确定密封圈外径唇部厚度。     

柱形杜瓦瓶端盖密封结构有限元分析

建立了针对柱形真空杜瓦容器端盖密封结构的轴对称模型。基于有限元软件ANSYS的结构非线性分析模块,分析了内、外密封圈与端盖的接触响应,得到了中心盖板的挠度、密封圈的变形与接触压力。求解了考虑密封圈的变形抗力时,螺栓需提供的压紧力附加值,其分析结果对类似结构杜瓦瓶的设计有一定的参考价值。     

基于响应曲面法的井下节流器密封结构分析及优化

针对苏里格气田井下节流器密封失效问题，利用有限元软件，对井下节流器密封结构的密封性能进行了分析，发现密封结构中V型密封圈具有继续优化的潜力，采用响应曲面法对V型密封圈进行了优化。仿真结果表明，当V型密封圈的密封角度θ=69.7°、密封宽度h=5.3 mm、密封圆角r=0.3 mm、密封间隙d=0 mm、摩擦因数μ=0.7时，V型密封圈的最大接触应力为2.56 MPa，在保证安全的前提下接触应力提高了71%。此时节流器密封结构的密封效果最好。