安全殼通風(fēng)隔離閥密封性能有限元分析

采用含高階項的mooney-rivlin本構(gòu)模型對在機械密封溝槽中單側(cè)受限丁腈橡膠o形圈的密封性能進行了數(shù)值計算,重點研究了預(yù)壓縮率和介質(zhì)壓力對o形圈接觸應(yīng)力、接觸寬度和峰值應(yīng)力的影響。模擬計算結(jié)果表明:計算值與lindley半經(jīng)驗公式值和wendt實驗值較為一致;o形圈預(yù)壓縮率對主接觸面上的接觸應(yīng)力分布有較大影響,而對受限側(cè)接觸面上的接觸應(yīng)力分布影響較小;預(yù)壓縮率越大主接觸面上峰值應(yīng)力越大,而側(cè)接觸面上峰值應(yīng)力基本不變;介質(zhì)壓力作用會對o形圈產(chǎn)生二次壓縮,介質(zhì)壓力越大,主接觸面和側(cè)接觸面上的峰值應(yīng)力越大。被預(yù)壓縮橡膠o形圈承受介質(zhì)壓力時,具有"自緊密封"特性,接觸應(yīng)力曲線具有拋物線特性;較小的o形圈預(yù)壓縮率可以產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力。因此,建議機械密封o形圈的預(yù)壓縮率不宜過大,以滿足機械密封補償環(huán)浮動性和端面追隨性的要求。

利用有限元分析軟件ansys,分析計算了不同的o形密封圈徑向間隙以及不同的油壓下對密封面最大接觸壓力和vonmises應(yīng)力的影響,以及它們之間的相互關(guān)系,為o型密封圈的合理安裝和使用提供了依據(jù)。

目前,國外汽車行業(yè)廣泛采用cad/cae/cam技術(shù)進行汽車前后橋的優(yōu)化設(shè)計,這大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期和制造周期,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,降低了生產(chǎn)成本。以某公司主導(dǎo)產(chǎn)品140主減速器油封滲漏油為研究對象,其主要研究內(nèi)容如下:基于ansys軟件,針對油封的具體結(jié)構(gòu),詳細(xì)分析了創(chuàng)建油封有限元模型的具體建模方案與步驟;根據(jù)油封有限元模型,在靜態(tài)下對影響油封唇口接觸壓力大小及分布的因素進行分析;分析計算了油封唇口接觸寬度、過盈量、腰部厚度以及油封后唇角大小對油封唇口接觸壓力大小及分布的影響。

通過理論分析,得出了單螺桿泵壓力的產(chǎn)生和傳遞規(guī)律。采用有限元方法,建立了單螺桿泵的二維模型,分析了螺桿泵定子橡膠與轉(zhuǎn)子間腔體壓差、腔體壓力以及過盈量對接觸壓力的影響,得出了壓差與接觸壓力、腔體內(nèi)壓力與接觸壓力和最大密封壓力及過盈量與最大壓力的關(guān)系。結(jié)果表明:壓差的增大使接觸壓力增大;腔體內(nèi)壓力的增大使接觸壓力減小,最大密封壓力降低;過盈量的增加使螺桿泵的最大壓力增大。

采用大型有限元分析軟件ansys,對高壓計量泵單向閥密封結(jié)構(gòu)的接觸破壞和泄漏進行了分析。研究了閥座的等效應(yīng)力和接觸應(yīng)力隨上扣扭矩和高壓液體內(nèi)壓的變化規(guī)律,并根據(jù)閥座接觸應(yīng)力和等效應(yīng)力的變化確定了高壓接頭的最大和最小上扣扭矩,在此扭矩范圍內(nèi),可保證計量泵既不會因為上扣扭矩過小而發(fā)生泄漏,又不會因為上扣扭矩過大而壓潰。在此基礎(chǔ)上,提出單向閥密封裝配時應(yīng)注意的事項,為此類結(jié)構(gòu)的裝配和使用提供了一種新的分析方法。

通過有限元分析方法,考慮各部件間的相互影響,建立閘閥系統(tǒng)級的三維非線性有限元模型。計算鈦合金閥體、座圈與閘板在外載荷作用下的應(yīng)力值和變形量,分析各部件的力學(xué)性能、密封性能以及扭矩的合理性,為進一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作提供有效的參考依據(jù)。

有限元分析方法 課程名稱有限元分析方法 題目柱塞泵密封圈接觸應(yīng)力的有限元分析 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè)機械工程 學(xué)院機械工程 任課教師 柱塞泵密封圈接觸應(yīng)力的有限元分析 柱塞泵密封圈接觸應(yīng)力的有限元分析 1.橡膠密封圈的發(fā)展?fàn)顩r 柱塞泵中的密封圈多采用v型橡膠密封圈，是典型的往復(fù)式柔性密封。雖然人類對往復(fù)式柔性密封的研 究有幾十年的歷史，但是至今對它的認(rèn)識還很不夠。許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在密封的往復(fù)行程中，在唇口與密封 表面間有一層油膜，使摩擦系數(shù)下降。60年代以后，隨著流體動壓潤滑理論的發(fā)展，奧地利的h.blok認(rèn) 為密封面的潤滑問題可設(shè)想為滑動軸承流體動壓潤滑的逆問題，即假設(shè)已知壓力分布，然后應(yīng)用雷諾方程 來計算油膜厚度、速度分布、剪切應(yīng)力、泄漏量與摩擦力。為求得密封表面合理的薄膜形狀，首先需要解 決的問題是密封柔性元件與剛性表面間的壓力分布曲線?？梢?，對于柱塞密封

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全偏心鋼結(jié)構(gòu)梁-柱節(jié)點由于偏心而引起應(yīng)力集中,其受力性能較為復(fù)雜。首先對偏心連接梁-柱鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的受力特征進行分析,證明偏心節(jié)點核心區(qū)存在明顯的三維扭轉(zhuǎn)效應(yīng),導(dǎo)致偏心鋼節(jié)點核心區(qū)的剪力相對于非偏心節(jié)點存在增大效應(yīng)。通過有限元分析,研究了節(jié)點主要構(gòu)造參數(shù)對核心區(qū)剪力增大系數(shù)的影響規(guī)律。分析表明:核心區(qū)板件厚度、梁柱腹板厚度對核心區(qū)剪力增大系數(shù)的影響較為顯著,梁柱翼緣厚度對剪力增大系數(shù)具有一定影響,梁高、梁寬和柱高,對剪力增大系數(shù)具有一定的影響。通過數(shù)值算例,得到了剪力增大系數(shù)計算式并進行了驗證。提出了適用于全偏心鋼節(jié)點核心區(qū)的剪力計算式,可供工程設(shè)計參考。

以浮動球閥的密封機理為基礎(chǔ),以有限元工程分析軟件作為工具,論述了浮動球閥密封副密封比壓在軸向、徑向和周向上分布特性,分析了密封面上密封比壓的分布規(guī)律,并通過實例比較了理論值與有限元分析值之間的異同,得出浮動球閥密封比壓的分布規(guī)律。

針對在靜密封條件下使用的一種新型y形橡膠密封圈,利用大型有限元軟件ansys對y形密封圈在不同工作壓力下的變形與受力情況進行了有限元分析,得出了相應(yīng)的von-mises應(yīng)力分布及接觸壓力分布,并預(yù)測了y形密封圈可能出現(xiàn)裂紋的位置,總結(jié)了y形密封圈接觸壓力的變化規(guī)律。

針對超彈性密封材料的特點,采用增強的拉格朗日接觸算法,對閥門密封結(jié)構(gòu)中的m形橡膠圈進行了非線性有限元分析,給出不同位移壓縮下密封界面上的接觸壓應(yīng)力以評價密封性能,并對影響密封性能的密封基座的工藝因素進行了討論,為閥門密封件的設(shè)計、優(yōu)化提供理論依據(jù)。提出了超彈性接觸類問題的有限元求解法,包括模型的簡化、橡膠材料參數(shù)的確定以及如何選用合適的接觸算法。

利用ansys建立了公稱通徑1500mm,公稱壓力15mpa的高壓管線固定球閥閥座和球體連接處矩形聚四氟乙烯密封圈的二維軸對稱模型。在矩形密封圈二維軸對稱模型右上線8施加設(shè)計比壓15.74mpa,分析了矩形圈長度與最大接觸壓力和位移和的關(guān)系。結(jié)果表明隨長度的增加,最大接觸壓逐漸增大,但變化不大;變形后的位移和隨長度增加而增加,且變化較大;可能出現(xiàn)裂紋的位置在施加壓力端近似半橢圓的區(qū)域內(nèi);矩形密封圈接觸壓力均勻、密封面大、密封效果好。

利用ansys建立了公稱通徑1500mm,公稱壓力15mpa的高壓管線固定球閥殼體和法蘭連接處o形橡膠密封圈密封的二維軸對稱模型,采用五常數(shù)應(yīng)變能密度函數(shù)計算了橡膠材料的mooney-revlin常數(shù),經(jīng)分析得出安裝后的接觸壓力不能保證密封,在施加工作載荷后的接觸壓力大于工作壓力,且小于材料許用壓力,可以保證密封。并分析了相同溝槽、不同截面,不同壓縮率對接觸壓力的影響,槽寬對接觸壓力和槽口倒角半徑對剪切應(yīng)力的影響,結(jié)果表明截面尺寸越大,壓縮率越大,最大接觸壓力就越大。槽寬對接觸壓力沒有影響,槽口倒角半徑前切應(yīng)力的影響較小。

防屈曲鋼支撐滯回性能有限元分析

采用有限元分析方法,通過改變構(gòu)件的跨度、腹板高度、翼緣寬度和厚度等幾何參數(shù),系統(tǒng)研究了波形腹板h型鋼梁的抗剪性能,得到了不同的屈曲模態(tài),并且通過與具有相同幾何尺寸和荷載邊界條件的普通h型鋼梁的比較,得到了結(jié)構(gòu)抗剪承載力受初始缺陷影響較小的結(jié)論。通過理論分析,得到了一個可以用來指導(dǎo)設(shè)計的抗剪承載力計算公式,具有較大的推廣價值。

某桁架結(jié)構(gòu)靜力性能有限元分析——針對石油管道桁架結(jié)構(gòu)的實際情況，對該結(jié)構(gòu)進行了有限元建模，模擬了靜力荷載作用下桁架結(jié)構(gòu)的受力性能并對理論計算和數(shù)值模擬結(jié)果進行了比較，分析了桿件的相關(guān)力學(xué)性能。

設(shè)計了管道機械接頭,利用管接頭件的彈塑性變形進行管道間的連接。分析了管接頭的密封原理及影響其連接密封性能的主要因素,并以2″管道機械接頭為例,通過建立有限元模型,運用有限元方法,對管接頭的抗內(nèi)壓過程進行了數(shù)值模擬。有限元模擬得出該管接頭承受的極限內(nèi)壓值為18mpa,大于其15mpa的設(shè)計工作內(nèi)壓值,結(jié)果顯示該管接頭的設(shè)計工作內(nèi)壓值較其模擬的極限內(nèi)壓值更趨保守,表明該管道接頭能夠?qū)崿F(xiàn)管道間的牢固連接,密封性能可靠。

本文介紹油隔離泵閥箱滲漏的原因，能過對閥蓋ｏ型圈溝槽的改進及采取樂泰密封膠替代牛油盤根進行密封，解決了閥箱滲漏的問題。

通過采用ansys中摩擦接觸中的面-面接觸單元對離心鋼管混凝土構(gòu)件進行數(shù)值模擬。分析中考慮了材料非線性和接觸非線性,研究不同的參數(shù)取值對構(gòu)件扭轉(zhuǎn)性能的影響,得到最佳的參數(shù)取值。通過試算得到的接觸參數(shù),對離心鋼管混凝土構(gòu)件進行數(shù)值分析,得到構(gòu)件的抗扭承載力,并與試驗進行了對比,結(jié)果較吻合。

利用有限元軟件ansys,對隔膜泵橡膠密封圈進行有限元建模與計算,得出其工作狀態(tài)下的變形、應(yīng)力及最大接觸壓應(yīng)力,為隔膜泵橡膠密封圈的優(yōu)化設(shè)計提供參考依據(jù)。

利用有限元軟件ansys對隔膜泵橡膠隔膜密封結(jié)構(gòu)進行有限元建模與計算,計算得到該結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下的變形、應(yīng)力以及最大接觸壓應(yīng)力,通過密封結(jié)構(gòu)的最大接觸應(yīng)力失效準(zhǔn)則,為設(shè)計提供參考依據(jù)。并對橡膠隔膜頭部密封尺寸進行優(yōu)化,解決隔膜密封結(jié)構(gòu)的密閉性與失效問題。