金属橡胶的研究及应用进展

介绍了金属橡胶的制备工艺及主要性能特点,阐述金属橡胶在隔振、减振、密封、节流、吸声降噪等方面的理论研究和工程应用的进展,探讨金属橡胶材料的发展趋势。随着金属橡胶基础理论研究的不断深入及其产品开发的多样化,金属橡胶材料的诸多优良性能将被发现和利用,其应用前景将大为扩展。

W形金属密封环轴向刚度影响因素研究

W形金属密封环的轴向刚度与其密封效果关系紧密,合理选择其轴向刚度是进行系统结构与参数优化的基础。应用ANSYS软件计算W形密封环的轴向刚度,研究密封环结构参数(壁厚、波高、波峰半径、波谷半径和密封环外径)、波层和温度对密封环轴向刚度的影响规律。结果表明:W形金属密封环轴向刚度与波高、波峰半径、波谷半径、层数以及温度呈反比关系,与壁厚和外径呈正比关系;壁厚和波高变化对密封环轴向刚度影响显著,在W形密封环设计过程中要考虑其壁厚与波高大小;金属W形密封环的多层结构比单层结构的补偿能力更强,在对补偿性要求高的场合,优先选择多层W形密封环;金属W形密封环轴向刚度与温度呈反比,高温环境下工作的金属W形密封环还需要考虑密封环强度。

弹性单向阀阀芯设计与密封分析

非金属阀芯具有安全稳定、生物相容性好的优势,为了拓展非金属弹性阀芯在医用射流中的应用,设计双突起结构的聚氨酯材料的单向阀阀芯结构代替金属阀芯和弹簧,从而实现对流体介质的控制。基于弹性材料的非线性力学响应,利用Ansys Workbench进行不同预压缩量下的计算分析。结果表明:设计的非金属单向阀阀芯预压缩量为0. 1 mm时阀芯密封效果最佳;针对弹性阀芯,最大等效应力出现的位置与最大形变位置存在一定差异,设计过程中应当分别考虑。流体和弹性材料相互作用过程中流场的变化和阀芯的关键承载部位,内环突起的尺寸、加工质量和材料性能将决定弹性阀芯的动密封性能。

高压补燃液氧/煤油发动机弹性金属密封技术探讨

讨论了弹性金属密封的弹塑性密封机理,回顾了国内外低温液体火箭发动机弹性金属密封技术的发展历程。结合高压补燃液氧/煤油发动机的工作特点,分析了发动机管路静密封所采用的Э形弹性金属密封、K形弹性金属密封、碟形弹性金属密封以及软金属密封的密封特性,从密封结构设计、密封材料选择、预紧载荷控制以及加工制造工艺四个方面总结并提出了影响高压补燃液氧/煤油发动机弹性金属密封性能的技术要点。针对当前国内高压补燃液氧/煤油发动机弹性金属密封的理论研究及工程应用现状,建议加强弹性金属密封技术的基础理论研究,完善弹性金属密封的结构设计方法并进行相应的预紧力偏差设计研究。

弹性金属密封圈接触应力实验测量及有限元分析

提出一种利用万能电子试验机和压力敏感试纸测量弹性金属密封圈接触应力的实验方法,即应用万能电子试验机对C形密封圈施压,垫在C形密封圈下的薄膜压力敏感纸由于C形密封圈对其产生的压力变色,根据颜色变化得到密封圈的接触应力。采用该实验方法测得弹性金属密封圈的接触应力,同时通过ANSYS软件对C形弹性金属密封圈进行有限元建模并计算其接触应力。实验测量结果与有限元建模计算结果高度吻合度,证明了理论模型的正确性和实验方法的可行性与科学性。

焊接金属波纹管失弹机理研究-应力松弛

高温下,波纹膜片的应力松弛是造成波纹管失弹的主要原因。本文通过对焊接金属波纹管的受力分析,从金属材料普遍遵循的 Bailey-Norton定律导出了波纹管的弹力松弛方程。试验对比结果表明,该公式较好地反映了波纹管实际使用过程中的失弹情况,具有较好的应用性。

高压补燃发动机э形弹性金属密封机理研究

э形弹性金属密封是一种适用于大通径、低温、高压密封环境的金属密封结构,已成功应用于高压补燃液氧/煤油发动机液氧管路密封。针对100吨级高压补燃发动机中的э形弹性金属密封,建立了其非线性有限元弹塑性分析模型,基于ABAQUS 6.10进行了仿真计算,得到了4个密封面的接触面积和接触应力随预紧载荷的变化规律,确定了各密封面形成的先后顺序。对于密封机理的研究结果表明,э形环刚度过大是造成э形密封装配困难的根本原因。

组合式弹性片金属密封环密封特性有限元分析

利用ANSYS Workbench软件建立组合式弹性片金属密封环有限元模型,分析密封环初始压缩量、工作压力等对密封环最大Von Mises应力、接触应力大小及接触部位压力分布的影响。研究表明:组合式弹性片金属密封在不受工作压力情况下,顶块与封严片之间并不是完全接触的,不能起到密封效果,但在工作条件下,在一定的预压缩量下其顶块与封严片之间完全接触,满足密封要求;适当增加预压缩量可以提高密封环密封性能,但同时其所受的最大Von Mises应力也增大,当最大Von Mises应力大于材料的屈服极限时密封环会失效。通过计算得到弹性片的安全工作夹角范围,为组合式弹性片金属密封环的设计、安装及使用提供依据。

金属密封封隔器的开发研制技术现状综述

金属密封封隔器相继问世,改变了石油机械制造业的传统观念。文章对目前世界范围内的金属密封封隔器技术进行了综述,指明了技术发展的新趋势,有助于开阔专业人员的视野,启发自主创新构思。

基于薄壳理论的焊接金属波纹管失弹机理研究

依据弹性薄壳理论中应变位移关系以及材料的应力松弛理论,导出了机械密封用焊接金属波纹管在实际工况下的失弹方程,得到了波纹管的失弹曲线。根据试验得到的材料应力松弛曲线,确定了材料在工况温度下的应力松弛参数值。在ANSYS Workbench中对波纹管失弹进行有限元分析,将有限元分析结果与理论计算结果对比。研究结果表明,理论计算公式能较好地描述波纹管长期在高温下工作的失弹现象,有限元分析验证了采用弹性薄壳理论建立失弹方程的正确性,可为波纹管的可靠性研究提供依据。

弹性金属动密封件性能分析

利用非线性有限元方法对液体火箭发动机金属动密封件进行了仿真分析,分别计算了装配过盈量、工作压力、薄壁厚度、薄壁长度等因素对动密封件密封性能的影响。分析表明通过控制装配过盈量、薄壁长度和厚度等关键尺寸可以显著改变密封效果。根据分析结果设计了几种规格的动密封件,并通过密封性能试验进一步验证了理论分析的正确性和合理性。

大尺寸导电密封环设计试验

针对导电密封环的设计需求,通过对密封环缩比件进行结构方案、弹性元件补偿能力、密封环导电性能、金属焊接波纹管制作、密封端面加工技术的分析研究及试验,解决了大尺寸导电柔性密封环的密封结构设计、弹性元件制作、密封环研制等关键技术,试验结果表明,密封环缩比件在环境试验条件下满足高可靠、导电性、柔性、密封性等要求,并在此基础上成功研制出等尺寸导电柔性密封环。

异形结构弹性金属密封环力学特性数值研究

为对比不同结构弹性金属密封环的力学特性,建立弹性金属密封环力学特性数值模型,在验证数值模型准确性的基础上,对比分析O形、C形、U形和W形4种结构密封环的变形特性、轴向刚度和回弹性能,并分析进出口压差、温度和结构形式对轴向刚度的影响。研究结果表明:在压缩复位工况下,U形和W形环具有良好的回弹性能,C形环的回弹性能适中,而O形环的回弹性能较差;在高温高压工况下,弹性金属密封环轴向刚度随着温度的增加而减小,进出口压差对弹性金属密封环轴向刚度的影响不大,4种结构密封环的轴向刚度由大至小依次为O形、C形、W形和U形;在相同压缩量条件下,高温高压工况相比于压缩复位工况,弹性金属密封环的最大应力值更小,但应力值超过屈服强度的区域更大,结构更容易失效。通过对比4种结构密封环发现,O形环适用于高载荷低回弹的工况,U形和W形环适用于低载荷高回弹的工况,而C形环的性能适中。

弹性金属密封环力学特性与泄漏特性数值研究

弹性金属密封环的力学特性及泄漏特性对其工作性能有着重要影响。以径向压缩的弹性金属密封环为研究对象,推导弹性金属密封环泄漏量理论公式,建立弹性金属密封环力学特性求解模型,分析压缩量、进出口压差及温度等工况参数对弹性金属密封环的力学特性及泄漏特性影响规律。研究结果表明:在压缩工况及压缩加压工况下,弹性金属密封环的最大变形区域及最大应力区域均位于外径边缘,且变形量和应力值均沿外径边缘向过渡圆方向逐渐减小;在压缩加压加温的工况下,最大变形区域位于其外径中部位置,最大应力区域位于外径边缘处;径向压紧力、径向刚度与压缩量、进出口压差和温度均呈正相关关系,其中温度对径向刚度的影响更大;弹性金属密封与法兰的轴向接触宽度与压缩量、进出口压差和温度呈正相关关系,泄漏量与压缩量和温度呈负相关关系,与进出口压差呈正相关关系,而进出口压差对泄漏特性的影响更大。

Analyses toward factors influencing sealing clearance of a metal rubber seal and derivation of a calculation formula

Sealing clearance is a key factor for a metal rubber seal＇s sealability. The expansion coef- ficient and expansion deformation in the radial direction of metal rubber have been obtained through a thermal expansion experiment of metal rubber. The influence of the elastic modulus to the sealing clearance has been analyzed theoretically. By combining the temperature and elasticity factors of metal rubber with the elastic mechanics theory, the calculation formula of the sealing clearance has been derived, and the values of the sealing clearance and the leakage rate in certain working conditions have been calculated. Experimental results are consistent with calculation results in a high degree. The calculation formula of the sealing clearance can explain the influences of the temperature and elastic modulus factors of metal rubber on the sealing clearance. It can pro- vide guidance for the study of sealing mechanism of metal rubber seals.

发动机用高温蝶阀的设计与制造

阐述了用于大型高功率发动机中高温蝶阀的运行工况、长时化要求、功率可控制等技术特性。分析了高温蝶阀的结构设计、强度计算和关键零件的制造工艺。

多功能全工况金属弹性密封圈试验台研制

为评价航空发动机金属弹性密封圈在全工况下的性能,研制一种可模拟金属弹性密封圈全工况条件的多功能试验台,该试验台可实现受轴向加载的金属弹性密封圈的高温密封试验,能完成精确模拟压缩量的弹性试验以及轴向载荷谱加载的疲劳试验等,为评价金属弹性密封圈性能提供试验手段。采用该试验台对某W形封严环进行密封、弹性、疲劳试验。试验结果与样件产品的性能参数相当,并在试验中实现了精确模拟压缩量以及轴向载荷谱的加载。

双向W形金属薄壁封严环的力学性能研究

该文研究了一种具有双层密封效果的W形金属薄壁封严环——双向W形封严环的力学特征和密封特性。双向W形封严环可实现径向的内/外两个方向的动密封,且能实现双层密封,对减小泄漏具有先天的优势,该文通过建立双向W形封严环的Abaqus有限元分析模型,计算分析了其刚度、Von-Mises应力分布以及泄漏率等力学性能。结果表明:双向W环轴向刚度随壁厚增加呈非线性增大,随波高增大呈非线性减小;双向W形封严环最大Von-Mises应力出现在抬升区外侧;相同条件下,双向W形封严环较单向W形封严环泄漏率减小了17%,与传统单向W形封严环相比,双向W形封严环密封性更好。

油管挂环空金属密封制造技术研究

该文根据水下采油树的应用环境和要求,对水下采油树油管挂环空金属密封件的设计结构及原理、性能要求、制造工艺等进行了技术分析,并阐述了制造工艺过程中的技术难点及解决措施。在此基础上,进行了油管挂金属密封的研制,并将其应用于采油树制造项目,产品的各项试验结果表明,其质量及性能满足设计要求。

具有密封弹簧腔室的单向双重金属密封球阀的研制

介绍了太阳能光伏发电多晶硅提纯系统用耐磨金属密封球阀的工况条件及产品使用要求。分析了球阀的结构特性和工作原理。给出了具有密封弹簧腔室的单向双重金属密封浮动球球阀的研制过程、零件选材及加工制造等关键技术。