单侧受压密封圈摩擦力的建模与辨识

密封圈在受到单侧的介质压力时会发生明显的单向变形,摩擦力因此表现出关于速度的不对称特性。为描述摩擦力的不对称性,提出改进的非对称Stribeck密封圈摩擦力模型,并构造带约束的最小二乘优化问题,使用信赖域法求解参数辨识问题。最后,使用基于无摩擦气缸的密封圈摩擦力测试台测量不受压和单侧受压时的摩擦力,验证了所提不对称摩擦力模型与辨识方法的有效性。

摩擦力对低压涡轮导向器内环气压试验影响的有限元分析

针对航空发动机低压涡轮导向器内环密封气压试验过程中O型密封胶圈与导向器内环试验件之间的密封摩擦力导致应变和位移试验结果非线性的问题,通过导向器内环气压试验与有限元分析相结合的方式得到了密封摩擦力随气压载荷变化的公式,并通过有限元分析了密封摩擦力对试验结果的影响。结果表明:在试验过程中O型密封胶圈与导向器内环之间的密封摩擦力随气压变化曲线可简化为以0.1 MPa气压载荷为转折点的分段函数;考虑摩擦力的有限元计算结果与试验测量结果基本一致;不考虑摩擦力的有限元计算结果比试验测量位移值大6.6%,A、B应变计粘贴处应变的计算值比试验值分别大13.5%、3.0%。由于导向器内环在实际工作中不承受摩擦力,因此在试验过程中低压涡轮导向器内环的受力状态相比于其考核要求状态有较大差距,需改进试验装置以消除密封摩擦力对涡轮导向器内环气压试验的影响。

全海深海水可调压载集成控制阀组研究

针对目前国内外海水可调压载装置控制阀集成度低、管路复杂、体积重量大等现状,提出了一种集成一体化的技术方案,分析了全海深集成阀组功能原理、结构及关键技术和解决措施。海水可调压载装置是深海潜水器进行浮力调节的关键功能系统,由海水泵和控制阀组构成,其中控制阀组包括截止阀、平衡阀、安全阀等。基于接近甚至超过11000 m海深的工作环境,开展了超高压密封圈摩擦力的精确测量、超高介质流速条件下阀口的寿命评估、超高压差硬质阀口的密封性能研究,研制出工作压力达到118 MPa的集成一体化可调压载集成控制阀组,成功应用于“奋斗者”号载人潜水器,并推广应用于一批深海重大装备。