车辆盘式制动分泵密封圈受力特性分析

车辆制动分泵中的橡胶密封圈在制动和释放过程中的受力变化特性影响车辆的制动性能。通过对密封槽和橡胶密封圈尺寸特性的分析,试验测试活塞与密封圈之间动静摩擦过程的受力特征;通过试验合理确定各仿真参数,建立密封橡胶圈基于Yeoh超弹性模型,分别分析在预压紧状态、制动状态和制动释放状态下,矩形橡胶密封圈的应力和应变的特性;分析制动分泵中矩形橡胶密封圈、密封槽结构,以及制动摩擦材料相关特性对制动的影响,并给出制动释放时橡胶圈回复力大小的理论计算公式。结果表明:盘式制动器在制动过程中,活塞的实际移动距离很小;在制动力释放时,制动盘与摩擦材料的分离间隙很小,制动盘和摩擦材料会处于轻微的接触状态;密封槽采用斜面结构可以即保证较好的密封效果,又可以减少橡胶圈的内应力。     

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。     

O形圈剪切破坏的可靠性分析

首先利用商业有限元软件ABAQUS建立了O形密封圈的有限元模型,采用非线性有限元方法计算了O形橡胶圈的剪应力的分布,分析了间隙、初始压缩量、密封槽1:7圆角半径、流体压力以及摩擦系数等设计参数对剪应力的影响.最后计算了以剪切破坏为失效模式的O形密封圈的可靠性指标.     

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时对密封法兰克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。     

高压大型天然气快开盲板用C形橡胶圈密封性能分析

针对国内高压大型天然气过滤器快开盲板用C形橡胶密封圈,利用ABAQUS建立其有限元模型,分析密封槽宽度、内压、初始密封间隙、材料硬度、槽口倒角半径、钢圈直径对其性能的影响,得到这些参数的合理取值范围。结果表明：材料硬度对密封圈密封性能的影响较小,密封槽宽度对密封可靠度有一定影响,随密封槽宽度增加,最大接触压力呈下降趋势,密封可靠度有所降低;随着内压的增加,最大接触压力与内压的差值呈增大趋势,密封可靠性增加;随初始密封间隙增加,应力增加,密封可靠度有所降低;密封槽口倒角半径对密封圈剪切破坏的影响较大,倒角半径增大密封圈发生局部剪切破坏的可能性增大;钢圈直径对C形橡胶圈应力应变影响较大,钢圈直径增大,剪切应力呈减小趋势。     

矩形密封圈应力和接触压力的影响因素

为了将矩形橡胶密封圈应用于叶片式液压摆动油缸的旋转密封,利用大型有限元软件ABAQUS,求解矩形密封圈在配合挡圈使用前后,不同介质压力和预压缩量下应力与接触面压力分布情况;探讨相应的接触压力与介质压力、预压缩量的关系;并利用MATLAB绘制了分析结果曲线图。结果表明：矩形密封圈的最大范·米塞斯应力随预压缩量和介质压力的增长呈线性增长,随密封间隙的增加呈指数增长;矩形密封圈配合挡圈使用既能保证密封能力,又可以明显优化其内部的应力分布情况,防止密封挤出,延长密封圈的使用寿命。     

矩形密封圈密封性能参数的两种解法比较

分别用顺解法和逆解法计算矩形密封圈的密封性能参数.逆解法是根据膜压分布曲线,求解密封圈的油膜厚度和泄漏量,顺解法则是根据预设的膜厚和流槽形状求解油膜压力和油膜厚度分布及泄漏量.结果表明,基于有限元分析软件获得矩形密封圈的压力分布曲线用逆解法求解密封参数方法简单,但由于在有限元分析过程中对模型进行了简化和假设,计算结果不太精确;基于有限差分法,采用MATLAB软件编程,用顺解法求解矩形密封圈密封参数,由于考虑了众多因素影响,计算结果与实际相近,但计算过程较为复杂,迭代计算时需要采用快速收敛的算法.     

变速箱双层套环式组合密封结构有限元分析

利用ABAQUS建立变速箱双层套环式组合密封结构的二维轴对称模型,分析了密封圈的压缩量、介质压力对双层套环式组合密封结构的接触应力、变形、Von Mises应力分布的影响。结果表明:随着压缩量的增加,组合密封结构的变形及接触应力增大,V形橡胶圈的受力减小;随着介质压力的增加,组合密封结构的变形、接触应力及V形橡胶圈的受力增大,因此,在较大介质压力条件下,应适当增加压缩量;适当改变双层套环的尺寸,可以使V形橡胶圈受力减小,且齿形套环不易磨损,使用寿命延长。     

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。     

矩形橡胶密封圈的有限元分析

利用ANSYS建立了矩形橡胶密封圈的有限元模型,分析了初始压缩率和液体压力对矩形圈变形和密封面处接触压力的影响,并与O形圈进行了对比。结果表明,矩形圈密封面处的接触压力随初始压缩率和液体压力的增加而增大;矩形圈较O形圈的接触压力均匀、密封面大、密封效果好且初始压缩率小、老化速度慢、尺寸稳定性好,但矩形密封圈的接触面积大,散热效果差,只能用于静密封。     

氦气介质干气密封热-流固耦合建模及性能分析

以氦气介质螺旋槽干气密封为研究对象,考虑密封环温度分布、变形与气体性质、膜厚、生热等因素之间的相互作用关系,将流体域和固体域方程耦合,根据密封结构特征设置力、热边界条件,建立用于干气密封性能分析的热-流固耦合计算模型。基于该模型对氦气干气密封进行热-流固耦合分析,探讨不同转速及槽深对密封性能及其他参数的影响规律。结果表明:在研究的参数范围内密封环存在明显的热变形与力变形,会造成间隙形状的明显变化,从而强烈影响密封的泄漏等性能;工况参数和几何参数变化同时影响流场、传热和变形特征,通过各物理场的耦合作用影响密封的性能。建立的该多物理场耦合模型可用于氦气及其他气体介质干气密封的性能预测和辅助结构设计。     

静子带矩形边界结构迷宫密封泄漏性能的数值研究*

在直通型迷宫密封的基础上对静子边界进行改进,设计矩形凹槽、前置矩形凸起、后置矩形凸起3种矩形结构迷宫密封结构,采用CFD三维分析的方法,研究各迷宫密封在不同压比、转速下的泄漏特性,并分析流场内部轴向压降、速度场、湍动能耗散率及流线等情况,探讨密封的流动机制。研究结果表明:压比对迷宫密封封严性能的影响很大,随着压比的增加,迷宫密封的泄漏量逐渐增大,而转速对迷宫密封封严性能的影响很小;矩形凸起结构具有更低的泄漏量,且其泄漏量随压比的变化更不敏感,能在更宽域的压比范围内稳定的工作,其中前置矩形凸起型结构具有最优的密封效果。在静子上设置矩形结构能破坏气体流动的边界,强化湍流效果,增加湍动能耗散,从而有效降低泄漏量。     

表面粗糙度对矩形动密封特性的影响

基于耦合了密封圈的弹性变形、流体动力分析和过盈接触的密封性能数值计算流程,利用Matlab 软件编程实现矩形动密封特性的数值计算,得到矩形密封圈的油膜厚度、泄漏量及摩擦力等密封性能参数,分析表面粗糙度对矩形密封圈的润滑状态和泄漏量的影响。结果表明：往复运动速度一定时,随着密封圈粗糙度的增加,密封偶合面的润滑状态由流体润滑转变为润滑润滑状态,密封的泄漏量也呈几何式增加,说明粗糙度对密封圈的工作寿命和密封性能有较大的影响;往复运动速度也是影响矩形密封圈密封性能的关键工作参数之一,密封压力一定时,随着粗糙度的增加,不发生泄漏的临界速度降低。     

油气两相柔性丝刷封传热性能数值分析及试验研究*

为解决大过盈结构的柔性丝刷封局部过热、过多热量传至下游从而影响设备性能等问题,针对轴承腔处油气两相的密封环境和柔性丝刷封大过盈的结构特点,建立油气两相柔性丝刷封传热模型并进行数值计算;试验测量柔性丝刷封挡板的实时温度及刷封的温度变化,研究油气两相介质下柔性丝刷封的温度场分布和传热性能,分析工况参数和结构参数对其传热性能的影响。结果表明：最高温度出现在转子与轴向段刷丝束接触处,轴向段刷丝区存在局部〖JP2〗高温,径向段刷丝无明显温度变化,解释了大过盈结构的柔性丝刷封的传热机制;增大压差、转速和介质油气比均会导致刷封出口热流量增加,压差对出口热流量影响最显著,可设置多级刷封密封装置降低出口热流量以适应高压差的密封环境。以降低出口热流量为目标,得到了结构参数的较优取值范围,可为其传热性能的提升和结构优化提供参考。     

高温热油泵机械密封及辅助系统的设计改进

在改造高温热泵机械密封的过程中,很多厂家采用Plan 21冲洗和单焊接金属波纹管密封结构的解决方案,该方案结构简单、使用成本低,能明显地提高焊接金属波纹管机械密封的寿命.因此,很多厂家大力推荐和使用.指出该方案存在严重安全隐患,提出必须以安全性为前,准确理解和正确运用API682推荐密封型式及辅助系统,防止高温密封泄漏恶性事故的发生.     

磁性液体轴封的密封能力分析

根据流体静力学和动力学,分别阐述了磁性液体静密封和动密封的分析方法,特别是密封间隙内磁性液体旋转密封的运动方程求解.推导出磁性液体密封的压力分布规律及密封能力的计算公式,讨论了影响磁性液体密封能力的主要因素.着重指出,为提高密封能力,除考虑有关参数外,还可从密封结构形式上加以改进.     

高温油泵机械密封的改造

为防止2#蒸馏装置高温油泵单端面非集装式机械密封一旦泄漏引发的火灾事故发生,对高温油泵机械密封从密封型式、密封布置方式、密封材质、密封辅助冲洗方案等方面进行了改造,实现了机械密封安全保护及运转状态的实时监控,并对运行中出现的问题提出了解决的措施和建议。     

新型动静压混合润滑机械密封流场数值研究

以流体膜为研究对象,建立了新型动静压混合润滑密封端面的三维模型,并利用流体力学软件FLUENT对端面流场进行数值模拟,得出端面液膜的压力分布及速度分布.通过与静压和动压式密封对比,分析了操作参数(如封液压力、转速)对密封性能的影响规律.结果表明,该密封兼有动压与静压两种密封形式的特点,泄漏量小,液膜刚度大,适合于低速非接触密封.     

锥度对螺旋槽气体端面密封稳态特性的影响

提出一种考虑螺旋槽气体密封端面径向锥度的理论模型。利用有限元法求解密封端面间气膜控制方程——雷诺方程，得到了端面膜压分布。计算了密封稳态性能参数，并与有关文献值进行了比较。分析了端面锥度对密封稳态特性的影响，进一步预测了密封端面出现接触摩擦的临界锥度。结果表明，锥度改变了端面膜压分布，并显著影响开启力、气膜刚度以及泄漏率等参数；过度变形将会导致密封因端面接触或大量泄漏而失效。     

一种基于反向泵送机制的唇形密封解析模型

旋转轴唇形密封应用广泛,泵送率和摩擦力矩是评价密封性能的主要依据。基于反向泵送机制,提出一种研究唇形密封性能的解析模型。基于静态力学特性有限元仿真和粗糙峰微单元流场分析,结合混合润滑模型计算结果,建立泵送率和摩擦力矩的计算公式,通过台架实验确定公式中的待定常数。采用解析公式计算其他唇形密封泵送率和摩擦力矩,计算结果与实验测量值、数值仿真结果具有很好的一致性。该解析模型计算简单,可以用于唇形密封的工程设计与分析。