多唇往复滑环式组合密封数值模拟与分析

构建一种适用于多唇往复滑环式组合密封的数值模型,数值模型中包含固体力学分析、流体力学分析、接触力学分析、流固耦合分析。以含有3段密封唇的PS封为例,基于数值模型求解得到密封面油膜厚度分布、油膜压力分布、粗糙峰接触压力分布,以及内外行程的流量和密封界面的摩擦力。该数值计算方法解决了多唇密封中边界条件难确定的问题,通过迭代计算可得到稳态运行时各密封唇的边界条件。明确多唇PS封的密封机制,分析不同往复速度对密封性能的影响。结果表明:多唇PS封内外行程中各唇边界条件差异较大,外行程中,两唇之间的空隙处存在一定压力,内行程中空隙压力为0;外行程的密封面接触压力要小于内行程;增大往复速度会使多唇PS封净泄漏增加,摩擦力减小。

基于流固热多场耦合的高速旋转唇形密封性能研究

针对一种橡胶材料高速旋转唇形密封,结合其自身结构及应用工况,通过方程离散化计算等方法,建立定量分析密封系统密封性能的数值仿真模型。基于所建立的模型对密封实际服役状态下界面流体力学、宏观固体力学、表面粗糙峰微观接触力学、唇口摩擦生热等多物理过程之间的耦合关系进行分析,借助实验验证并完善数值仿真模型的准确性。通过所建立的数值仿真分析模型研究油封唇口接触压力分布、唇口温度、摩擦力矩及泄漏率等衡量密封性能的关键参数随转速的变化规律。结果表明:在高转速条件下考虑摩擦生热时油封径向力减小,接触宽度增加,摩擦力矩减小,说明摩擦热对油封密封性能产生较大影响。

轴用VL形组合密封件装配工艺仿真研究及验证

橡塑组合密封是由橡胶圈和塑料密封环组成,安装过程中塑料环的变形对密封性能有重要影响。以轴用VL形组合密封为例,基于三维有限元仿真模型和可视化密封装配台架针对不同流程的装配工艺开展研究。利用有限元仿真还原密封圈装配过程,搭建可视化密封件装配台架,开展密封件装配试验,验证有限元仿真装配过程的准确性;提取密封界面接触压力、接触宽度等关键参数,评判密封性能;建立密封性能与装配工艺之间的关系,优化密封件安装、矫正工艺流程,解决装配过程随机化、经验化问题。试验结果表明:常温安装时密封面接触宽度要小于加温安装;对于轴用VL形组合密封,在相同介质压力条件下接触宽度越小则密封面接触压力越大,从而密封性能越好。因此可以得出常温装配时密封性能更优。

基于神经网络的唇封结构优化方法

旋转唇形密封广泛用于机械行业,其密封圈的设计合理性直接影响着密封性能。采用有限元仿真、数值仿真等技术,研究唇口各个关键参数对密封圈性能的影响规律,并结合深度学习技术,利用Pytorch框架搭建出唇封性能神经网络预测模型,拟合出唇封各相关结构参数和其密封性能(泄漏率、摩擦力)之间的影响规律;利用建立的模型在参数空间中找到密封性能最优的一组参数值,通过经典唇封数值仿真技术验证该神经网络模型的准确性,提高了唇封结构优化设计效率。结果表明,基于Pytorch框架所搭建的非线性人工神经网络可建立精度较高的唇封结构参数和密封性能的非线性映射关系,利用这种方法可以快速找到优化程度更高的唇封结构参数,提高了唇封结构优化设计效率。

盾构机唇形密封流固热耦合仿真研究

盾构机主驱动唇形密封性能直接影响整台盾构机的施工效率。盾构机主驱动唇封密封介质为润滑脂,工作时唇口温度可达50~60℃,为更好地预测唇封的密封性能,考虑润滑脂流变特性、唇口温度对流场分析、密封材料的影响,建立盾构机唇形密封流固热耦合仿真模型。利用流速分离法推导润滑脂二维雷诺方程,采用赫兹接触模型计算粗糙峰接触压力,结合有限元软件开展热力耦合分析,实现唇封温度场及摩擦力矩、泄漏率等关键性能参数的定量预测。结果表明:考虑温度场后唇封最大接触压力减小,接触宽度增大,摩擦力矩减小。温度对唇封应力应变状态及密封性能产生较大影响,这对盾构机主驱动唇形密封设计具有一定指导作用。

基于MS功能的超高压2K型斯特封有限元分析

利用ABAQUS软件的Map Solution(MS)功能对2K型斯特封进行有限元仿真分析,该功能通过重启动分析和网格重构技术,解决了由网格畸变引起计算中断的问题,得到超高压工况下的收敛解。根据流体压力14、28、35、42、56 MPa下斯特封内、外行程的应力应变云图和密封面接触压力分布曲线,研究流体压力对密封件主应力、主应变和接触压力分布的影响规律;同时对比未使用MS功能的高压工况(35 MPa)下仿真结果,验证了MS功能分析网格大变形问题的可靠性。结果表明:在超高压工况下,斯特封的最大主应力集中分布于空气侧PTFE阶梯形环与活塞沟槽、缸筒的接触区域,最大主应变出现在PTFE阶梯形密封环的卸荷角处;随着油液压力的增加,接触压力分布曲线趋势发生明显变化,空气侧的接触压力梯度减小;在相同流体压力下,外行程时密封面接触宽度大于内行程的接触宽度。

基于流固耦合的橡胶O形圈老化对密封性能的影响研究

橡胶O形圈在高温受压的环境下易发生老化并产生泄漏,而最大接触压力和永久压缩变形不足以判定密封系统的密封性能。为了更加精准研究橡胶O形圈在高温受压情况下的老化对密封性能的影响,通过实验获取橡胶O形圈老化后的泄漏率和性能数据,构建有限元仿真模型,获取不同老化时间下的密封面接触压力,结合流固耦合模型计算出理论泄漏率。通过对比不同老化时间后的橡胶O形圈的实验泄漏率和密封面接触压力评估其密封性能。对比数值模型得到的结果和实验结果,发现理论模型与实际情况一致性较好,验证了该理论模型可为橡胶O形圈的老化行为分析、预测提供指导。

封隔器胶筒力学仿真模型的建立

封隔器密封胶筒通过轴向压缩在径向产生超大变形量,与套管接触并产生足够大接触压力实现密封,加上其高度非线性特点在技术上大大增加了力学仿真的难度。通过密封胶筒结构及关键作用点的分析构建大变形实体模型;在各项同性理论基础上比较不同阶数应变能函数的材料力学特性匹配程度;根据目标面和接触面非线性特征选择合适的刚柔体接触,建立超大变形量、高度非线性密封胶筒有限元分析技术;最终在兼顾胶筒肩部挤出量和密封结构稳定性基础上,通过倒角的优化设计有效地改善了肩部挤出现象,从而为大幅度缩短密封胶筒创新结构研发周期奠定了基础。

非圆金属O形环装配预紧过程仿真模拟

反应堆压力容器密封用超大直径金属O形环在加工完成后会无可避免地产生变形,理想圆度难以保证,导致其在装配预紧过程中产生复杂的变形结果。为研究椭圆金属O形环装配预紧过程的变形特征,在以同周长方式构建椭圆环模型进行仿真模拟的基础上,根据椭圆金属O形环与法兰内外壁面的接触关系,研究其压缩过程中关键截面的变形位移和关键截面特征点的运动轨迹变化,较为全面地分析了椭圆金属O形环的整体变形情况。仿真结果表明:椭圆金属O形环在压缩过程中长轴处沿径向向内移动,短轴处沿径向向外移动,整体变形结果趋于圆形;并且长轴和短轴截面发生方向相反的扭转,使椭圆金属O形环产生扭转变形。

坚持“数尽其用” 深化全周期管理

工程建设行业经历了数字化洗礼,正开始求变求新,并对企业的管理理念提出了更高更新的要求。随着各行各业逐渐数字化,传统建造技术正面临深刻变革,工程建设行业将BIM技术与建造技术结合起来,其在设计、绘图、安装、维护等方面具有传统建造技术不可比拟的优势。但由于行业的复杂性,加上技术更新迭代速度较快,所以在实际应用过程中,仍出现了较多的问题。

基于流固耦合的橡胶O形圈密封泄漏计算方法

提出一种基于流固耦合的橡胶O形圈静密封泄漏计算方法。对平行平板泄漏模型进行改进,使其适用于通道截面高度可变的泄漏率、介质压力计算;采用有限元仿真方法进行固体力学分析,求解宏观接触压力;采用Greenwood-Willamson模型进行接触力学分析,求解泄漏通道平均高度。基于数值方法研究介质压力、环境温度、表面形貌参数对橡胶O形圈密封性能的影响规律。结果表明,随着介质压力、环境温度、表面高度分布标准差的增大,体积泄漏率逐渐增大。上述数值方法以泄漏率作为表征密封性能的参数,能综合考虑橡胶材料、介质、工况等多种因素对O形圈密封性能的影响,对橡胶O形圈的寿命预测和失效分析更具指导意义。

橡塑密封技术发展现状与趋势

阐述了近年来我国橡塑密封行业的发展情况及在各行业的应用,综述了橡塑密封结构设计、橡塑密封材料、检验检测和制造工艺的发展现状,分析了国内橡塑密封行业和技术与国外发达国家先进密封技术发展存在的差距和不足,提出了橡塑密封技术的发展方向,并就未来我国橡塑密封行业的发展提出了建议。

卸荷角对斯特封密封性能的影响

利用ABAQUS软件开展卸荷角对斯特封密封性能影响的有限元仿真分析。基于单轴拉伸压缩试验获取橡胶和塑料材料应力-应变曲线定义材料属性,通过建立初步接触、过盈装配、流体压力直接加载3个分析步模拟斯特封真实工作状况,分别得出不同流体压力载荷下有、无卸荷角斯特封的应力应变云图、密封面接触压力分布图等,并计算出抱轴力、摩擦力等密封性能参数,研究卸荷角的影响规律。结果表明:卸荷角的存在会明显改善斯特封塑料环的变形状态,使其腰部不会发生向内凹陷的现象,而是一种向卸荷角方向的倾斜;卸荷角的存在还会使斯特封所受摩擦力变小,对改善密封性能、减少机械损耗,延长使用寿命起到了积极作用。

基于TRIZ理论的旋挖钻机技术进化路线分析

智能化建造是建筑业发展的重要方式,建筑业的快速发展要求建筑装备不断变革。本文通过分析建筑业发展的背景及需求,阐释建筑装备智能化发展的必要性,对国内外典型的路桥和房屋智能建筑装备进行介绍,总结影响智能建筑装备发展的因素,为智能建筑装备发展和建筑业绿色发展提出建议。

以智育为本 以德育为先 全面提高教学质量

教育要贯彻“面向现代化，面向世彝。面向未来”的方针，作为一校之长，必须树立远大理想与艰苦奋斗的精神，具有超前的眼光，才能开拓进取。

浅谈培养学生创新思维能力的一些做法

数学课程标准倡导培养学生的创新意识和实践能力，围绕这一新理念，下面谈一谈在小学数学教学中培养学生创新思维能力的一些做法。

“认识角”教学设计与评析

教学内容：义务教育课程标准实验教科书（北师大版）小学数学二年级下册第67～68页。 教学过程：一、活动导入。初步感知 1．教师引言：昨天，智慧老爷爷听说我们二（1）班的小朋友今天要学习一些与一年级认识的平面图形有关知识，很高兴。

BIM智能分段编码技术在大型机电机房的应用

文章所述智能分段编码技术,在BIM(Building information modeling:建筑信息模型)综合模型的基础上可对预制构件进行快速分段和编码,可实现单系统、多系统、不同区域同时进行管道分段和编码的功能,节省深化人员出图时间,提高管道分段的准确度和效率以及现场预制加工的精度,同时可按设定规则对各系统的预制分段构件进行快速编码,指导预制加工人员有序进行预制加工,便于预制半成品按序转运至施工现场进行安装。

考虑变速条件的斯特封磨损寿命预测方法

磨损导致的泄漏是往复密封在服役期间常见的失效形式,目前密封圈磨损寿命的预测主要采用实验方法,其过程复杂且时间、经济成本较高,仿真是达到密封圈磨损寿命预测目的较好的途径,但当前缺少对磨损重要因素—速度合适的仿真处理方法。针对实际工程应用密封系统磨损寿命评估的需求,基于混合润滑模型及Rhee磨损理论提出了考虑变速条件的往复密封磨损寿命预测方法,通过分析给定工况下的密封圈唇口轮廓磨损变化情况,模拟了唇口接触压力、接触宽度、接触变形以及反向泵回率等密封性能随磨损时间累加的演化过程,实现了密封圈磨损寿命预测的目标。结合实际工程应用斯特封,进行了与平均速度处理方法的寿命预测对比。结果表明:变速处理法下磨损失效周期泄漏率为3.24 mL/h,平均速度处理法下泄漏率为0.24 mL/h,预测结果存在明显差异,速度的瞬态变化是往复密封磨损仿真速度是不可忽略的因素。

盾构主驱动密封性能流固耦合仿真

该文针对盾构主驱动密封唇口开启,通过反向介质流动实现密封效果的特殊工作原理,建立了一种流固耦合(fluid-structure interaction,FSI)计算方法。该方法基于固体力学有限元计算方法及计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD),通过互相传输变形、压力数据,解决了传统双向FSI在材料超弹性特性、两相流和非Newton流体等复杂计算条件下的不收敛问题,并通过试验验证了该方法的有效性。计算结果表明:初始密封间隙较大时,由于第2道腔室(P2)内油脂压降较大,不会产生回流现象;主驱动密封在设计参数下随着流动逐渐达到稳态且唇形密封不再产生变形时,第1道腔室(P1)油脂有向P2回流的趋势,但是最终不产生回流现象,这对密封失效分析具有重要指导意义。该FSI模型及结论为主驱动密封的密封结构性能研究提供了理论基础。