基于ANSYS Workbench的锥形密封圈有限元仿真分析

锥形密封圈是光杆密封器的重要组成部件,该部件一般由橡胶材料制成,是防止原油在光杆和油管的环形空间处泄露的核心部件。光杆在锥形密封圈包覆中做上下往复移动,锥形密封圈内壁与光杆接触,外壁与下密封圈压盖相接触,无相对运动。锥形密封圈被压环的预紧力压紧,并与光杆及密封圈压盖内壁产生接触压力,该压力高于原油渗透压力,从而产生密封效果。研究一种新型双向压缩压力自适应盘根盒密封器,针对其核心部件锥形密封圈展开基于ANSYS Workbench的应力和应变分析,以验证该锥形密封圈的有效性。通过仿真结果可知:在施加工作载荷后,密封面贴合良好,橡胶挤出现象轻微;最大应力小于该部件所用材料(丁腈橡胶)的极限应力强度(20MPa),可以满足强度要求。     

矩形橡胶密封圈的有限元分析及优化

采用有限元分析软件Abaqus分析矩形橡胶密封圈初始压缩率、介质压力、橡胶材料硬度、摩擦因数以及轴筒运动速度对密封圈的变形、接触应力和等效应力的影响,并对密封圈的结构进行优化设计。通过分析发现:初始压缩率越大,密封圈的密封效果越好;材料特性和摩擦因数是影响密封性能的重要因素;矩形密封圈不宜用于动密封中;对矩形密封圈与槽壁接触一侧倒角后,可以有效提高密封性能。     

基于ANSYS Workbench的球磨机筒壁减薄的有限元分析

本文在某球磨机结构特点和载荷形式的基础上,利用ANSYS Workbench软件对球磨机筒体进行了有限元分析,得出筒体的应力和变形分析结果,并根据分析结果对筒体的壁厚进行了适当的减薄,减薄后每台设备可节约钢材7570kg,且筒体的强度和刚度均能满足生产要求,节约了生产成本,验证了筒壁厚度减薄方法的可行性。分析结果表明,此分析方法适合进行球磨机筒体的应力及变形分析,可为同类型的球磨机提供一定分析依据和方法。     

橡胶O形密封圈的接触变形及应力分析

利用大型非线性有限元分析软件MSC.MARC,考察了橡胶的不可压缩性、O形圈的大变形引起的几何非线性和接触非线性,建立了橡胶O形圈的轴对称非线性有限元分析模型,分析了橡胶O形圈在其沟槽内的接触变形和密封界面上的接触应力分布规律,并讨论了同轴度对O形密封圈的影响,为橡胶密封件的设计开辟了一条新途径.     

基于Workbench的球罐建模方案与应力分析

为提高球罐有限元应力计算的效率,以3 000m~3球罐为例,提出了一种基于Workbench的球罐有限元建模方案。通过与常规球罐建模方案计算规模的对比发现,基于Workbench的球罐有限元建模方案在计算精度符合要求的前提下,大幅缩减了有限元计算的规模和时间。     

基于ANSYS Workbench的CNG长管拖车气瓶有限元分析

随着天然气长管拖车的大量使用,天然气长管拖车的安全越来越受到人们的重视。对拖车气瓶进行定期检验已成为气瓶安全使用的专项要求。文章基于气瓶防转销钉安全进行检测的案例,通过有限元的方法,使用ANSYS Workbench分析气瓶应力应变变形情况及其安全系数,得出了气瓶各部分受力变形情况及安全系数的大小。其结果显示气瓶在正常受力情况下,防转销钉处并不会成为失效点,而气瓶其他部分存在应力集中的位置,但安全系数都大于1,属于安全范围内。     

反应器局部变形的有限元分析

通过细致的有限元分析，讨论了筒体与下锥体连接部分因制造原因形成的鼓胀凸缘式局部变形对反应器安全运行的影响。附加弯矩引起凸缘内壁面轴向应力σ＿Ｚ加大到正常水平的３．８倍，应引起关注。     

特大型密封圈注射硫化机箱式梁的有限元分析与结构优化

采用有限元分析软件ANSYS对特大型密封圈注射硫化机箱式梁结构进行优化。结果表明:与无肋板箱式梁相比,有肋板箱式梁的应力降低,形变减小;有肋板箱式梁的应力集中于中间两个支撑柱孔处且超出许用应力,在支撑柱孔处采取倒圆角处理可以降低应力集中现象;正交试验表明,上横梁壁厚为35 mm、肋板宽度为40 mm、上横梁高度为410mm时,上横梁承受的应力最小;与结构优化前相比,结构优化后的上横梁应力小于许用应力,形变变化不大,有利于延长特大型密封圈注射硫化机箱式梁的使用寿命,减小整机质量并降低制造成本。     

基于ANSYS Workbench的换热器管板有限元分析

换热器简化模型建模需要解决换热管实体-梁单元耦合问题,通常采用ANSYS APDL,需要命令流编写,过程复杂。利用ANSYS Workbench中的Name Selection和Object Generator功能,不需要命令流编程,即可解决换热管实体-梁单元耦合问题,实现ANSYS Workbench界面环境下换热器管板简化模型建模和应力分析。为换热器的有限元模型建模提供了一种新的更加简便的方法。     

密封圈热-结构耦合场参数化有限元分析

应用超弹性理论和传热学原理,对带有挡圈的O形密封圈热-结构耦合场进行有限元分析,研究了工作参数对密封圈性能的影响。结果表明：密封圈的根部以及与缸壁接触部位变形较大,最大Mises应力发生在根部;工作压力增加时,剪应力和最大接触压力明显增加。摩擦及机械滞后生热导致密封圈具有较高的温度场;流体压力、相对滑动速度以及流体温度增加时,均使密封圈温升明显增加。为减少重复工作,提高分析效率,便于优化设计,开发了基于ANSYS/MATLAB的密封圈参数化自动分析系统,可以对不同类型、尺寸及工作条件下的密封圈进行分析。     

关于冷凝器封头的有限元局部应力分析

制冷设备冷凝器管程介质为水,壳程介质为制冷剂。管箱形式多种多样,尤其封头的形式,主要有冲压、铸造、板材加工等。文章针对这一问题,对其中一种特殊形式的封头结构进行受力分析。     

往复式密封中O形密封圈组合的有限元分析

基于非线性有限元接触理论,建立橡胶O形密封圈组合的有限元模型,分析了初始压缩率、介质压力、橡胶硬度、往复运动速率及摩擦因数对O形密封圈密封性能的影响。结果表明:压缩率对O形密封圈组合的密封性能影响较小,橡胶硬度和摩擦因数是O形密封圈组合密封性能的重要影响因素,合理选择各O形密封圈材料硬度可以提高O形密封圈组合整体的使用效率。     

基于ANSYS对非标准封板的有限元分析

利用ANSYS软件对空气冷却器的非标准封板的应力应变进行了分析,计算了其封板的最大应力、应变及其所在的结构位置,为非标准封板的结构优化设计提供了充分的理论依据。     

螺纹锁紧环密封结构的有限元分析

加氢换热器中经常使用螺纹锁紧环密封,由于其结构中连接件间的接触以及垫片的非线性性质难以采用常规计算,文章借助ANSYS软件强大的非线性分析功能对螺纹锁紧环密封结构进行了有限元分析。通过分析,得到此密封结构在工况下各个部件的应力分布,分析结果表明:在工况条件下,壳体、螺纹锁紧环、平盖都满足应力强度要求,密封结构连接安全、密封可靠。壳体是主要的受压元件,最大应力出现在壳体和锁紧环互相啮合的螺纹上,危险截面出现在主螺纹的齿根处。由此得出的结论可以为密封结构的优化设计提供参考。     

镶装式密封环热应力的有限元分析

通过圆柱面过盈联接公式计算镶装式密封环过盈量,采用有限元分析方法建立了二维轴对称模型,并施加了合理的边界条件,得出了镶装式密封环最小过盈量和最大过盈量的应力场和温度场分布。     

油封唇口压力大小及分布的有限元分析

利用ANSYS建立了橡胶油封的2维轴对称模型,分析了过盈量、唇口接触宽度R,弹簧劲度以及后唇角β与油封唇口压力大小及分布的关系。分析结果验证了前人在油封设计及应用选型方面经验的正确性。该分析方法在油封设计及选型方面将起到一定的指导意义。这些分析为油封的构型优化奠定了基础。     

机械密封环热应力的有限元计算及分析

利用ANSYS 8.0有限元程序对密封环稳态温度场进行数值计算,并用热-结构耦合法计算密封环的热应力,获得了密封环的三向应力(径向、轴向、周向)及Mises等效应力,得到其最大值及其位置。     

两种常见O形圈挡圈组合有限元分析对比

通过ANSYS有限元软件建立矩形挡圈和弧形挡圈与O形圈组合的有限元分析模型,借助迭代计算法求出O形圈承受油液压力时的压力边界,分析对比这两种常见挡圈组合在不同油液压力和压缩率下的力学性能与密封特性。结果表明:在相同油液压力和压缩率下,弧形挡圈组合O形圈的最大等效应力小于矩形挡圈组合,最大接触压力略大于矩形挡圈组合;弧形挡圈组合的密封性能在高压(大于15 MPa)、低压缩率(小于20%)条件下有一定优势;减小挡圈弧形半径可以降低弧形挡圈组合的O形圈的最大等效应力和增大最大接触压力,但会增加O形圈破坏的风险,应综合考虑挡圈弧形半径的取值。