基于结构变形理论的深海连接器O形圈密封性能研究

深海连接器是保证海洋装备能够正常运行的信号传输设备,而深海连接器的正常运行在很大程度上依赖于O形圈的密封性能。为此,对深海高压环境导致O形圈发生形变,从而严重影响O形圈的密封性能问题进行了研究。首先,基于结构变形理论,分析了环境压力对于密封结构变形和O形圈压缩量的影响变化;然后,基于有限元法建立了O形密封圈的非线性动密封模型,分析研究了模型网格划分对于模拟结果准确性的影响;接着,分析了结构变形与环境压力之间的关系曲线;最后,研究分析了材料性能、环境压力与密封结构尺寸对于动密封性能的影响。研究结果表明:当网格的实际值为47745,测定值为21685、37934、50707时,其模拟计算结果的误差值均小于2%;密封结构变形和O形圈压缩量的模拟值与理论值的曲线趋势基本一致;材料性能与环境压力的变化会影响动密封性能,在密封结构尺寸中,增大沟槽圆角半径可以增强O形圈的动密封性能。该研究结果可为深海高压环境下O形密封圈的设计与优化提供参考与理论支持。

超超临界锅炉水冷壁吹灰器密封盒角焊缝开裂的原因

某超超临界锅炉水冷壁D层吹灰器密封盒角焊缝在运行约59 159h后发生开裂并产生泄漏,采用宏观检查、化学成分检测、显微组织和断口形貌观察、硬度测试、能谱分析等方法分析了该角焊缝的开裂原因。结果表明:角焊缝发生了疲劳断裂。在运行过程中,角焊缝承受着较大的轴向应力,同时角焊缝的焊脚尺寸小于标准要求、焊趾处未圆滑过渡,导致轴向应力增大而萌生裂纹;在锅炉启停、负荷波动过程中,周期性变化的轴向应力促使裂纹扩展而形成疲劳开裂;由于D层温度最高,D层吹灰器密封盒角焊缝最先开裂。

民用飞机客舱舱门啸叫问题研究

针对民用飞机客舱舱门啸叫的问题,提出一种适用解决该问题的方法。在对民用飞机客舱舱门啸叫机理研究的基础上,分析此啸叫机理种类。针对飞机外表面凹腔在高速飞行下产生凹腔啸叫噪声问题,以某型民用飞机客舱舱门为研究对象,建立了该种构型客舱舱门啸叫凹腔声共振模型,通过分析一个完整飞行循环客舱舱门区域噪声音频文件,得到客舱舱门啸叫的频率及声压级,根据飞行参数及凹腔声共振模型计算引起啸叫噪声的凹腔几何尺寸,与客舱舱门区域存在的凹腔尺寸逐一对比,确定导致啸叫噪声的凹腔。最后,根据啸叫凹腔的结构形式提出了一种客舱舱门啸叫问题处理方法。试验结果表明,所提的方法用于解决客舱舱门啸叫问题是可行的。

加氢换热器角焊缝密封接头焊缝结构优化

利用有限元软件ABAQUS,针对加氢高压换热器焊接密封结构的焊接残余应力开发了一个顺次耦合的焊接热应力计算程序,讨论焊缝角度及焊缝尺寸对焊接残余应力的影响,得到了加氢高压换热器焊接密封结构温度场、应力场分布情况以及最大焊接残余应力的位置及大小,为预防加氢高压换热器焊接密封结构的失效提供参考。

不同沟槽棱圆角半径对带挡环的O形圈密封的影响

O形圈密封沟槽棱圆角有利于O形圈和挡环的安装,防止O形圈或挡环被锐边划伤而影响密封可靠性,且沟槽棱圆角半径对O形圈密封性能也有较大影响。以沟槽棱圆角半径为变量,利用有限元分析软件建立有、无挡环配合使用2种O形圈密封结构的二维轴对称模型,分析在35 MPa介质压力下静密封和动密封2种密封状态下O形圈密封性能,比较不同半径下2种密封结构O形圈和挡环的von Mises应力、接触压力和挤出情况。结果表明:在35 MPa介质压力作用下,带挡环的O形圈密封能达到密封要求,挡环与O形圈配合使用能有效降低沟槽棱圆角半径对O形圈密封性能的影响;挤出处应力随着沟槽棱圆角半径的增大而增大,沟槽棱圆角半径越大,挤出处应力增幅越大,因此在涉及到动密封时,为了保证O形圈和挡环不被沟槽棱划伤,且挡环在挤出处受到较小应力,沟槽棱圆角半径取值不能太大,该结论将对带挡环O形圈密封沟槽设计起到一定的参考作用。

锅炉再热器管屏密封焊缝开裂原因及质量控制要点

某超超临界电站锅炉机组的末级再热器部件安装后在吹扫试验环节发现不锈钢承压管件与不锈钢密封套管之间的个别角焊缝存在局部开裂情况。对残样管件进行包括化学成分、力学性能验证、金相检查、断口分析的一系列科学试验过程,确认裂纹是始于角焊缝焊趾处并由外壁向内壁扩展,最大裂缝位置处于焊趾成形不均匀处且为油漆之后产生,分析此开裂原因可能是角焊缝成形不均匀的焊趾部位偶然间瞬时承受了过大的外载荷而造成撕裂破坏,与现场外观检测结果吻合,并制定了相应的改进措施,有效保证了产品的质量、性能和安全,为后续制造同类产品提供借鉴参考。

头盔式面罩和头带式面罩主要性能的比较研究

头盔式面罩和头带式面罩性能的比较:头盔式面罩具有佩戴容易、气密性好、工艺简单,但舒适性差、视野不如头带式面罩好等特点;头带式面罩具有舒适性好、视野宽阔,但工艺较复杂、佩戴不易气密等特点。

前缘倒角对涡轮轮缘密封性能的影响

为研究转子叶片前缘倒角结构对涡轮轮缘密封性能的影响机制,在不同封严流量下,对转子前缘带倒角和不带倒角的轮缘密封装置进行数值模拟。研究结果表明:转子前缘倒角结构通过改变前缘附近压力势场从而对主流燃气入侵和封严出流冷气与主流的干涉产生影响。增加倒角结构有利于减弱主流高温燃气入侵的程度,在低封严流量下,最大可使得涡轮盘腔封严效率提高7%;倒角结构削弱了由封严间隙涡和马蹄涡形成的通道涡强度,降低封严冷气与主流干涉造成的气动损失。当封严流量为主流流量的1.3%时,带倒角装置的涡轮级气动效率增大2.1%。

大型原油储罐浮船底板渗漏问题的探讨

结合某商业油库7台10万m3原油储罐浮船底板泄漏问题,分析了大型原油储罐浮船底板泄漏的原因和焊道检验方法存在的不足,浮船底板采用双面密封焊容易形成长达数米的狭长通道,可能导致真空试漏失效,储罐充水试验时漏点难以发现。文章从焊接方法、负压严密性试验、储罐沉降试验等方面提出了改进建议,包括浮船底板采用上表面连续焊、下表面断续焊,严密性试验采用真空箱并合理调整试验参数,适当延长浮船升降试验时间等。

闸阀用聚氨酯密封圈密封性能模拟研究

密封圈作为闸阀中防止泄漏和提高工作效率的重要元件,在闸阀技术的发展中,研究不同材料密封圈的密封性能具有重要意义。本文通过ANSYS Workbench有限元软件模拟密封圈的工作过程,针对不同材料组合的密封圈和不同结构的密封圈的密封性能进行分析。结果表明,当组合为60A和85A聚氨酯材料时,能够保证较小的摩擦应力以及较高的密封性能;而将倒角优化成圆角,不仅可以降低接触应力的产生,还能稳定所产生的应力。

水陆两栖飞机防腐蚀密封设计

本文主要针对水陆两栖飞机对腐蚀防护的要求,对全机结构进行了环境分区和不同环境分区下的密封设计,便于指导工艺人员和装配人员进行防腐蚀密封工作。

基于有限元分析的大型油罐大角焊缝结构研究

《API 650钢制焊接石油储罐》设计规范适合较大型储罐的设计,但其内容中没有大角焊缝处的受力情况,因而难以实现结构优化设计。因此,对大型储罐大角焊缝结构设计技术进行研究时,可以参照API650《钢制焊接石油储罐》设计规范进行初步设计后,再使用有限元分析工具,利用参数化分析方法实现结构优化设计。

飞机舱门密封系统的仿真分析与优化设计

对飞机舱门(简称舱门)密封系统进行仿真分析,通过正交试验对密封带的结构和材料进行优化设计。结果表明:密封带的截面圆角半径对舱门密封系统的应力产生影响,密封带的截面圆角半径为3.5 mm时舱门密封系统的压缩应力最小,最大接触应力最大;密封带的内部增强织物能同时提高舱门密封系统的压缩应力与最大接触应力,但对压缩应力的影响较小;密封带采用35U硅橡胶材料时舱门密封系统的压缩应力与最大接触应力最小,密封带采用75U硅橡胶材料时舱门密封系统的压缩应力与最大接触应力最大;舱门密封系统的压缩应力与最大接触应力随着密封带的硅橡胶材料邵尔A型硬度的增大而增大。当密封带的截面圆角半径为3.5 mm、采用邵尔A型硬度为50度的55U硅橡胶材料、内部有增强织物时,舱门密封系统的密封性能最优。

机车构架封闭角焊缝裂纹成因分析及改进

针对某机车构架在生产过程中,座板与上盖板之间的封闭角焊缝出现裂纹,对板材、焊丝、焊缝进行化学成分、力学性能检测,对焊缝裂纹进行焊缝和断口的宏观、微观分析等,研究裂纹的性质、产生的原因等,确定裂纹不是焊接产生的热裂纹或冷裂纹,而是由焊接前座板与上盖板之间存在的一定量高温时可气化的物质导致。针对裂纹原因提出控制焊材、焊缝及其附近母材的清洁度,在盖板上开排气孔等改进措施,经实施验证,能够有效防止裂纹的再发生。

圆角结构对新型金属桥塞密封件液压成形性能的影响

针对新型金属桥塞密封件的成形工艺开展研究,探究圆角结构对密封件液压成形性的影响。采用有限元模拟(MSC.Marc软件)和实验相结合的方法,选取零件的形状和中间薄壁弧形段壁厚作为调控对象。通过比较不同圆角半径对零件等效塑性应变分布和大小以及对液压成形力的影响作用,得出合理的圆角结构尺寸。结果表明,随着圆角半径增大,零件中间弧形薄壁段等效塑性应变更加均匀,数值也逐渐减小,液压成形力逐渐增大。模拟和实验结果基本一致,圆角半径为2.5 mm时,对密封件的成形效果最佳,圆角部位不仅未开裂,且外形尺寸满足要求,因此,利用液压成形工艺加工该类金属桥塞密封件可行且高效。

轮毂缘板进口圆角对涡轮气动性能的影响

由于轮毂封严气将会对涡轮的流场结构和气动性能产生一定的影响,采用数值模拟研究了不同封严气流量条件下轮毂缘板进口圆角半径对涡轮气动性能和内部流动结构的影响。结果表明,圆角半径的改变导致封严腔内部的流动、封严气在涡轮通道中的传播轨迹以及涡轮通道涡的发展发生改变,进而使涡轮级的载荷系数、反力度和流量系数的分布发生变化,最终影响到涡轮的气动性能。对于本研究的算例,缘板进口圆角半径的变化对涡轮效率的影响幅度能达到0.3%,圆角半径的影响随封严气量的增大而增强。