温度及预紧载荷对氧化石墨烯无石棉垫片蠕变松弛和泄漏率的影响

垫片在高温长期使用过程中发生蠕变松弛导致垫片应力下降,从而影响密封效果。因此,采用理论模型预测垫片的蠕变松弛与确定垫片在高温环境长期使用过程中泄漏率的变化规律非常重要。通过实验测试氧化石墨烯无石棉垫片在不同温度和不同预紧载荷下的垫片应力值,并与根据Burgers模型计算出的垫片应力值进行对比。然后,通过建立泄漏率与使用时间的关系,提出氧化石墨烯无石棉垫片在不同温度和不同预紧载荷下长期使用时的泄漏率计算方法,并计算出该垫片随时间变化的泄漏率变化规律。结果表明:垫片应力的松弛量随着预紧载荷的增加而增加;随着使用时间的增加,垫片的应力松弛变得更加平缓;当预紧载荷相同的情况下温度越高垫片应力下降越明显;Burgers模型对垫片应力的预测值与实验值吻合度很好,最大误差为4.4728%;当温度一定时,氧化石墨烯无石棉垫片计算的泄漏率随着预紧载荷的增加而降低;当预紧载荷相同时,垫片的泄漏率随着温度的增加而增加,且泄漏率均小于密封等级T2的泄漏率2×10^(-3) mg·s^(-1)·mm^(-1)。研究结果为氧化石墨烯无石棉垫片在高温环境长期使用过程密封性能应用提供依据。

不同温度下胶乳复合垫片蠕变松弛特性分析

螺栓法兰接头的垫片在高温下长期使用,会发生蠕变松弛。垫片的蠕变松弛会导致接头内部流体泄漏,因此建立一种预测密封垫片蠕变和应力松弛的方法尤为重要。利用三参量开尔文流体模型建立一种预测垫片高温蠕变残余应力随时间变化的解析模型,并对胶乳复合垫片进行不同温度、不同应力载荷的蠕变松弛实验。研究结果表明:胶乳复合垫片在相同应力载荷下温度越高残余应力整体下降越明显,且应力载荷越大,损失的应力越多,随时间的推移,残余应力下降逐渐平缓;垫片的高温蠕变松弛行为会导致垫片质量和厚度下降,但随着垫片应力载荷的继续增加,垫片质量和厚度下降的趋势会有所减缓,而随温度的增加,质量和厚度持续降低,且下降趋势不会变缓。三参量开尔文流体模型的预测值与实验数据非常接近,最大误差为4.104%,该模型可以准确地描述垫片的力学行为以及垫片由于蠕变松弛引起的应力载荷损失。

质子交换膜燃料电池密封结构接触特性研究

为探究质子交换膜燃料电池(PEMFC)装配过程中密封结构的Mises应力及接触压力分布,选择矩形截面密封垫圈作为研究对象,基于Abaqus软件建立PEMFC密封结构的二维有限元模型,研究在不同的压缩率、密封垫高度、流体压力以及装配误差下,密封结构的Mises应力及接触压力分布情况,并根据受力情况探讨各参数对密封结构的性能影响。研究结果表明:随着压缩率的增大,密封结构的接触压力相应增大,但是压缩率过大会造成密封材料失效;密封垫高度会影响接触压力的大小,随着高度的增加,接触压力逐渐减小;流体压力会导致密封结构受力不均匀,随流体压力增大受力一侧的密封垫圈受到更大的接触压力;装配误差会造成膜电极框架的机械变形,随着误差增大,膜电极框架的Mises应力也逐渐增大。

盾构输水隧洞带衬垫管片接头承载性能研究

针对在盾构输水隧洞管片衬砌中常采用的带衬垫的管片接头,建立了能够考虑接头混凝土榫槽、螺栓、弹性衬垫、止水衬垫等结构受力特性的三维精细化数值模型,研究带衬垫管片接头从开始承载至极限破坏全过程的承载性能。结果表明:带衬垫管片接头的承载性能十分复杂,在正弯矩工况下可以根据弹性衬垫开始张开、外缘混凝土开始接触、弹性衬垫完全张开3个关键点依次划分为4个阶段。在负弯矩工况下可以根据止水衬垫张开、弹性衬垫开始张开两个关键点依次划分为3个阶段。轴力对接头刚度的影响十分显著,但接头在不同轴力水平下的弯矩-转角曲线仍然符合在正负弯矩工况下的阶段特征。接头在弯矩作用下的极限状态通常是管片接头边缘混凝土先屈服,因此工程实践中需注意对该部位混凝土进行保护或者强化。

表面粗糙度对金属平垫泄漏率的影响

为探究金属垫片表面形貌对泄漏率的影响,通过三维形貌仪对不同表面粗糙度的Cu、Al和316L金属垫片进行局部扫描,构建出真实法兰垫片的微观接触模型。在此基础上,进行静力学和计算流体力学分析,通过对流体域设置不同的边界条件,考察不同介质压力下,表面粗糙度和接触压力对泄漏率的影响。仿真结果表明:3种材质的垫片均呈现表面粗糙度越大,则泄漏率越大的趋势;其中,Al垫片的泄漏率对表面粗糙度最为敏感,316L垫片的泄漏率受表面粗糙度的影响最小;当表面粗糙度一定时,施加的接触压力越大,泄漏率越低,但当接触压力达到一定值后,增大接触压力对降低泄漏率的影响将越来越小。

高水压盾构隧道管片接缝防水可靠性试验研究

盾构隧道管片衬砌防水至关重要,而在东亚地区大部分盾构隧道都采用单层衬砌,由于没有内衬,则弹性密封垫的可靠性变得更为关键。作者以南京市纬三路过江隧道工程为依托,研制了全新的高水压、全自动三向加载防水性能试验系统,并运用工程实际1:1的弹性密封垫和混凝土试件,进行了多组密封垫装配力及一字缝、T字缝防水性能试验,从而研究优化出了性能、结构优异的三元乙丙橡胶弹性密封垫断面形式。试验结果表明,密封垫装配力与其防水性能存在很大程度上的相关性;密封垫的硬度、沟槽填充率在不同程度上对密封垫防水性能有直接影响。

沉管隧道接头三维非线性刚度力学模型

根据沉管隧道接头的构造特征,在接头静力平衡关系的基础上,建立了沉管隧道接头力学模型.该模型可以计算接头的轴向位移、切向位移以及转角,考虑了沉管隧道接头变形协调几何关系、GINA止水带和OMEGA止水带的应力-应变关系,并依据剪力键的相对位移对接头处不同工作模式进行了识别与划分.对不同工作模式下剪力键的受力作用机理进行了分析.利用此计算模型,得到了沉管隧道接头的位移和力的关系曲线,并对沉管隧道接头处不同构件的材料选取给出了建议.

汽车驱动桥主动锥齿轮总成垫片测量模型分析

主齿垫片预选机主要用于汽车驱动桥主动锥齿轮总成装配时选择调整垫片,调整垫片厚度对圆锥滚子轴承的轴向力分配有很大影响。为了方便测量简化模型与实际装配工况存在的差别,文章对测量模型进行分析补偿,考虑不同工况下的标准不确定度对测量精度的影响,使测量模型更为合理,从而提高测量精度。

金属垫片泄漏模型理论研究

依据分形几何理论,结合不可压缩粘性流体层流流动理论,建立基于分形参数的金属垫片泄漏模型,该模型揭示了泄漏率与密封表面形貌之间的关系。研究表明,密封表面分形维数D越大,螺栓-法兰-金属垫片密封系统越不易发生泄漏,这对于法兰和金属垫片密封表面的加工具有重要指导意义。

金属垫片密封泄漏模型试验研究

建立了气体通过金属垫片的泄漏模型。对常温下金属平垫片密封性能进行了试验研究,研究了压紧应力、介质压力和表面形貌对密封性能的影响。试验表明,泄漏率随分形维数、压紧应力和尺度系数的变化规律与理论模型的描述基本一致,泄漏率的理论计算值与试验结果吻合较好,表明建立的金属垫片泄漏模型是合理的。建立的泄漏率计算公式将泄漏率、压紧应力、介质压力和密封表面分形参数联系在一起,因而使以最大允许泄漏率为准则的金属垫片密封连接设计以及紧密性评价成为可能。

盾构隧道双道密封垫防水能力及失效模式研究

盾构管片接缝在高水压下的防水是保障隧道正常使用的关键。为了研究盾构隧道管片双道密封垫防水机理及最大设防压力,自行研制双道密封垫水密性试验装置。对比分析不同张开量及错台量情况下,单道及双道密封垫的最大设防压力,并探讨单道密封垫与双道密封垫的失效模式。研究结果表明:盾构接头张开量影响接缝防水能力,随着张开量的增加,最大防水能力降低。双道密封垫失效模式与单道密封垫不同,张角情况存在手孔渗漏、蹿水等失效模式。研究成果可为类似水下盾构隧道双道密封垫设计施工提供借鉴。

隔振系统中垫片表面工艺质量与法向接触刚度的关系

安装船舶隔振系统时,由于不同隔振器实际承载和变形量的偏差,需要使用垫片来调整安装间隙。而已有研究表明,隔振系统中垫片的表面工艺质量与法向接触刚度有关联。基于分形接触理论,分析推导垫片法向接触刚度与材料属性、表面工艺质量的关系式,结合表面粗糙度与分形参数的关系,提出一种利用表面工艺质量参数(如粗糙度、粘合率等)估算垫片法向接触刚度的方法。数值计算结果表明:垫片法向接触刚度随表面粗糙度值的减小和粘合率的增大而增大,且粘合率的影响相对较大;当粘合率一定时,法向接触刚度在Ra3 6.3μm时变化较小,而在Ra￡6.3μm时变化较大;综合考虑垫片加工水平、加工成本以及接触面对系统的影响,建议垫片表面加工精度取Ra=6.3μm为宜。

非金属垫片密封的寿命预测模型

考虑到垫片的载荷历程及其材料退化对密封性能的影响,依据多孔介质泄漏模型,建立了非金属垫片密封寿命的物理模型;对非石棉橡胶垫片密封进行了恒加速寿命试验,确立了寿命分布模型;结合寿命试验数据对非石棉橡胶垫片密封的寿命进行了预测,预测结果与工程实际相符。

盾构隧道管片接头嵌入式密封垫防水性能探究

为解决传统密封垫易于与混凝土管片胶结处发生渗漏水的问题,对新型嵌入式密封垫的防水性能进行研究。与传统的现场粘贴防水橡胶密封垫的工艺不同,嵌入式密封垫是将密封垫与混凝土管片整浇预制。采用模型试验和有限元数值模拟方法,对隧道接头中嵌入式密封垫的防水能力进行分析和论述。研究结果表明:文中所涉截面形式的嵌入式密封垫在控制工况,即张开量7mm、错缝量10mm的情况下,满足上海深层排水调蓄隧道0.6MPa的耐水压力要求,且弥补了传统密封垫易从密封垫与混凝土接触面渗漏水的缺陷。此外,通过在密封条两侧设置凹槽,可有效减小密封垫脚部与混凝土间接触应力,减少局部应力集中,保证混凝土管片的完整性,提高接头防水能力。

多因素条件下非石棉橡胶垫片密封性能

综合考虑密封介质压力、垫片尺寸效应和预紧力等多因素的影响,对不同工况下的非石棉橡胶垫片进行泄漏率试验,获得不同尺寸垫片的泄漏率与介质压力和预紧应力的关系。结果表明:泄漏率随垫片尺寸的增加而降低,随预紧应力的增大而减小,随介质压力的增加而增加。针对多因素影响下多孔介质泄漏模型对试验数据拟合精度不高的问题,对多孔介质泄漏模型进行修正,改进后的泄漏模型预测结果与试验结果更为接近,可以有效预测非石棉橡胶垫片的泄漏率。

机器人测量-操作-加工一体化技术研究及其应用

阐述了机器人加工的发展现状与面临的挑战,回顾了机器人测量操作加工一体化所需要的关键技术。以典型的机器人加工过程为例,分析了机器人测量操作加工一体化过程中误差的来源,建立了加工误差及其传递模型,并分别计算分析了测量误差、坐标变换误差与机器人执行误差对加工精度的影响。将机器人测量加工一体化方案用于飞机机翼和机身装配垫片的磨削加工,由点云数据得到工业机械臂的加工轨迹和工艺参数规划数据,通过在机械臂末端安装顺应打磨头来消除工件法向的位置误差,实现恒力打磨。实验结果表明,该机器人加工方案能够实现飞机装配垫片的变厚度磨削加工。

基于遗传算法的转移阻抗测试装置优化设计

提出了一种新的基于遗传算法的宽带电磁干扰(EMI)衬垫转移阻抗(TI)测试装置优化设计方法,获得了宽频带(0～2GHz)下的等效电路。以测试装置结构所决定的分布参数(L、C1、C2)为优化对象,以输入阻抗为优化目标,建立了衬垫测试系统的目标函数;优化前后输入阻抗理论值比较表明:采用优化的测试装置进行测试,输入阻抗误差显著减小,并且这一结论在通常意义下都有效。

使用优质胶辊胶圈稳定提高成纱品质的生产实践

随着现代纺纱技术的不断提升,对优质胶辊胶圈提高成纱产品质量,明确了新的发展方向。文章从纺纱技术进步,纱线结构变化、纱线成分变化、纺纱工艺变化,说明使用优质胶辊胶圈的重要性。文章还结合生产实际,围绕胶辊胶圈选型、制作保养、使用管理等措施,全面提高优质胶辊胶圈器材的综合使用性能,稳定提高成纱品质,展开了探讨与实践,指出应选择与企业自身产品相匹配的胶辊胶圈;胶辊的磨砺工作是胶辊制作的关键;胶辊要按期实行回磨,定期保养。

多孔介质气体流动模型在垫片密封中的应用

气体通过非金属垫片的泄漏可以用多孔介质模型来描述，由流动方程得到的垫片材料常数可以作为密封设计的基本参数。这一工作有可能使现行规范中的密封设计由主要依据连接结构强度的设计方法发展成以最大允许泄漏率为设计准则的“紧密性设计”方法。

盾构隧道管片设计若干问题研究与探讨

研究目的:目前盾构隧道管片设计的随意性较大,计算方法缺少相应的理论支撑,计算模型的选取无法体现管片的实际受力情况,无法体现地层与衬砌结构的相互作用,计算参数的取值与实际情况出入较大等。为了进一步加强管片结构设计的准确性与可靠性,对管片设计中涉及的一些主要问题进行研究。研究结论:通过分析得出,对于管片结构,应该采用梁—弹簧模型进行受力分析;管片结构上受到的水压力应按径向加载,隧道拱底反力应取浮力与竖向荷载的较大值,管片与地层的相互作用应通过管片四周设置的径向与切向土弹簧来实现;采用地层应力释放系数来模拟盾构施工对周围地层的扰动效应,得出应利用浆液的最小屈服强度控制盾尾后方隧道的上浮趋势。