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。

大型轴承套圈超声相控阵曲面自适应聚焦与多通道自动化检测方法

大型轴承套圈作为风电、轨道交通、工程机械领域装备的关键部件,其制造过程中产生的裂纹、夹渣、孔洞等缺陷会严重影响装备整机的服役性能与质量安全。针对大型轴承套圈尺寸大和结构复杂等特点,研究了液固耦合曲面结构中阵列声场分布规律和超声相控阵曲面自适应聚焦法则,给出了大型轴承套圈超声相控阵分区检测方法,开发了大型轴承套圈超声相控阵自动化检测系统,对直径2958 mm的某型风电轴承套圈进行自动化检测应用验证,可有效检出套圈曲面试块的横通孔缺陷和套圈的平底孔缺陷。

橡胶“O”形密封圈结构参数和失效准则研究

利用大变形、接触的非线性有限元理论建立了某固体火箭发动机密封结构的二维轴对称模型,用有限元软件计算出该结构在工作状态下的变形和应力。通过计算可知,在橡胶“O”形密封圈与上下法兰接触的位置产生最大的接触压应力,在密封槽槽口转角位置产生最大的剪切应力。对密封性能的各结构参数进行了分析,讨论了上下法兰张开间隙、初始压缩率、密封槽槽口及槽底倒角半径、密封槽宽、密封圈材料等典型参数的影响:上下法兰张开间隙、密封圈的初始压缩率对最大接触压应力的影响较大,而密封槽槽口和槽底处倒角半径对剪切应力影响明显。三维壳体结构的有限元分析结果表明,上下法兰在内压作用下产生不均匀的张开间隙,体现了三维结构的特点。不均匀的张开间隙与二维轴对称结果对比可知,以最小间隙作为设计间隙,二维轴对称分析模型可取代三维模型来分析该结构的密封性能。最后,确定了“O”形圈密封结构的最大接触应力和剪切应力失效准则。

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。

利用O型环抑制圆柱绕流涡脱落的数值研究

圆柱绕流涡脱落诱发较大的振动和声,如何有效地抑制值得关注。利用大涡模拟技术求解了Navier-Stokes方程,得到了涡脱落频率,升力脉动幅值及平均阻力系数。计算表明二维模拟不能体现流动基本特征,三维计算与实验吻合较好。为了抑制涡脱落,在直径为D的圆柱表面装入间距为1D,直径为0.0167D的O型环。通过升力、速度谱分析以及柱向横截面流场分析可知,在光滑圆柱外表面加入O型环能诱发流体边界层分离,有效地抑制涡脱落现象,升力脉动和观测点速度脉动幅值几乎完全消失,阻力系数也略微降低,适合在实际工程中采用。

O形密封圈尺寸视觉精密测量技术

针对现有O形密封圈尺寸测量方法的局限性,设计基于主动视觉的精密检测方法,并对快速自动调焦、亚像素边缘检测、边缘点拟合技术进行了研究。将快速自动调焦过程分为3个阶段,使用大步长和方差函数,结合灰度切割对比度增强与中值滤波,完成粗调焦;使用小步长和Tenengrad函数,完成细调焦;采用Brenner函数和微步距完成高灵敏度调焦.用Zernike矩算法对边缘点进行亚像素定位,并采用面积最小误差法拟合边缘点,求取O形密封圈的内径、外径.实验结果表明:本文方法经过16步搜索,在15 s内可自动完成调焦;与传统方法相比,通过亚像素提取,能将内外径测量结果达到微米级,满足O形密封圈测量需求.

O形密封圈用沟槽尺寸设计计算

对O形圈密封沟槽的尺寸进行了一般的推导和编程计算,以期用于各种标准的和非标的O形密封圈在不同工况下的矩形及三角形沟槽设计计算。

3003铝合金O、H24状态大卷材工艺研究

研究了退火温度、保温时间对3003铝合金板材组织与性能的影响,确定了3003铝合金O、H24状态大卷材退火热处理工艺,确定了退火工艺制度。其性能指标达到GB/T3880-1997标准的指标。

基于图像的O型密封圈尺寸检测方法

针对O型密封圈传统尺寸检测技术精度较低的缺点,提出一种新的基于图像的尺寸检测方法。该方法首先应用数字图像处理技术,对形状多变的O型密封圈图像进行边缘检测;再采用多边形近似法得到其内、外径周长,并计算出相应的线径。实验结果表明,该方法具有较高的精度,满足装配的要求。

面向大规模集群的并行I/O用户层配置优化策略

影响应用I/O性能的关键因素主要有三个层次:包括应用的I/O接口实现、体系结构和文件系统组件的性能以及应用的I/O参数配置。从应用I/O配置优化的视角,分析了大规模集群并行I/O的配置调优空间,在此基础上,给出了一套大规模集群并行I/O性能特征测试分析方法。基于该方法,在某国产超级计算集群上开展了一系列I/O测试分析来刻画系统的I/O性能特征,进而指导并行应用程序的I/O配置优化。基于优化后的配置参数,在两类典型的并行I/O场景中,针对某类生产应用程序,8192进程下的重启动数据写操作时间下降了15%,4096核的程序作业加载时间从10 min缩短到了5 s。

液压阀内部O形圈正确选用计算

液压阀内部密封基本采用O形圈加挡圈的形式,选用规格尺寸正确的O形圈可保证液压阀修复后的使用寿命。介绍了一种通过测量液压阀内部密封沟槽尺寸,直接确定O形圈截面直径,经简单计算便能快速确定O形圈内径的方法。详细说明了计算公式的推导步骤,并对计算过程进行了举例说明。对O形圈尺寸偏差可能造成的危害,以及液压阀内O形圈和挡圈的硬度、部分挡圈尺寸的确定等问题进行了简要说明。这种计算方法在进行液压阀的修复工作时,能起一定的帮助作用。

某核主泵机械密封低压泄漏率高根本原因分析

某核主泵机械密封发生多次低压泄漏率高事件,严重影响主泵安全稳定运行,通过机械密封解体检查,发现这多起机械密封故障是共模故障。本文对机械密封低压泄漏率高典型事件进行了根本原因分析并提出了机械密封改进建议,对机械密封静环导套进行修复,主系统泄漏量下降近一半,取得了良好效果。

新型辅助密封圈的有限元分析

利用非线性有限元理论建立了某新型辅助密封圈的有限元模型;利用有限元软件MSC.MARC分析了该结构在安装和使用过程中的接触变形、接触密封界面上的接触应力分布及摩擦特性等。结果表明,该密封结构辅助密封性能好,能够承受较高压力,并且与轴之间的摩擦阻力小,耐磨性能好,适用于旋转密封以及往复密封。

大型钛环热辗扩成形轧辊尺寸效应及优化(英文)

在大型钛环热辗扩成形过程中,驱动辊半径R1与芯辊半径R2的比值R1/R2对变形区几何形状有重要影响,而后者对于获得高质量环件起着决定性的作用。本实验首先对变形区几何形状进行了解析描述,定量确定了其与R1/R2之间的关系;其次,基于动力显式FE程序ABAQUS/Explicit,建立了可靠的大型钛环热辗扩成形过程的热力耦合3D-FE模型;最后,采用FE模拟方法,从变形区几何形状角度研究了该成形过程中R1/R2对环件成形质量的影响及机制。研究结果表明,存在R1/R2的一个优化取值范围。R1/R2在此范围内取值,能够获得端面质量良好、应变和温度分布较均匀的大型钛环。

大型喷射沉积环件的楔压致密化加工

采用楔压工艺对喷射沉积大环件进行致密化加工,并对压后环坯的组织结构、密度分布、拉伸实验断口形貌、抗拉强度进行了分析检测,试验结果表明,楔压后环坯的硬度和抗拉强度分别提高了45%和40%。实验表明,采用楔压工艺可在小吨位压机上致密大尺寸喷射沉积环件,且工艺简单,可控性强。

新疆西天山卡特巴阿苏大型金矿床地质地球化学和成岩成矿年代

新疆西天山是"亚洲金腰带"在中国的重要延伸,成矿找矿潜力大。卡特巴阿苏是该区域新发现的大型金矿床,金储量87 t,平均金品位3.84 g/t。矿床形成于中天山北缘靠近那拉提北缘断裂的变形带中,金矿体主要受二长花岗岩体内沿密集韧脆性断裂带分布的蚀变带控制,多呈大型透镜体/似板状体,中部为含金硫化物不规则细/网脉强硅化岩,边部对称出现含金硫化物浸染绢云母绿泥石蚀变岩,黄铁矿和黄铜矿是主要载金矿物,金在黄铁矿中为晶格金,在黄铜矿中为裂隙金或粒间金。卡特巴阿苏金成矿地质体主要为二长花岗岩,锆石U-Pb法测得(346.3±3.3)Ma,为早石炭世成岩;矿石中载金黄铁矿Re-Os法测得(310.9±4.2)Ma,为晚石炭世成矿;成矿比成岩大约晚35Ma。金成矿关键控制因素是南天山洋关闭、塔里木板块与中天山陆块碰撞造山过程中的构造-流体作用。金成矿流体中高温(270~390℃)、中低盐度(7%~16%Na Cl eq.)、富CO2,δ18OH2O(V-SMOW)=1.6‰~6.4‰,δDH2O(V-SMOW)=-64‰^-107‰,为深部/变质成因流体;金矿石中黄铁矿(187Os/188Os)i平均为1.449±0.052,REE配分曲线及铅同位素组成(206Pb/204Pb=18.129~18.773、207Pb/204Pb=15.459~15.554,208Pb/204Pb=37.707~38.123)与中天山地壳不同岩石建造单元具有明显相似或关联性,成矿物质来自中天山地壳;硫化物δ34S值(6.92‰~12.15‰)指示矿石硫源于古生代海相地层中硫酸盐热化学还原。卡特巴阿苏金成矿受晚石炭世塔里木板块与中天山陆块碰撞构造应力驱动,金矿床是中天山地壳岩石经受构造-蚀变的综合产物,属"碰撞造山型"金矿床。研究为在新疆西天山持续实现金矿找矿突破提供了新参考。

大尺寸油浸密封圈精密图像检测系统的研制

研制了一种大尺寸油浸密封圈精密图像检测系统。为了采集到清晰的图像,专门设计了高均匀度的LED照明系统;为了减小图像失真,提高测量精度,选用了高分辨率的双侧远心镜头;提出了可实现图像坐标系与世界坐标系转换的精确标定方法和有效的图像测量算法。用该系统对标准环规和密封圈产品进行检测的结果表明,其测量精度和检测速度完全符合用户要求。

5052铝合金大卷材生产工艺研究

研究了5052铝合金大卷材的退火温度、保温时间对其组织与性能的影响,确定了5052铝合金O、H24状态卷材退火热处理工艺制度。试验结果表明,按所制定的退火制度生产的产品的性能指标达到GB/T3880-1997标准规定值。

GH4169合金大型环形件惯性摩擦焊数值模拟

建立了GH4169合金大型环形件惯性摩擦焊的轴对称热力耦合分析模型;基于更新拉格朗日弹塑性有限元法分析了焊接过程的温度场和应力应变场;使用热电偶点焊到工件表面的方法对接头部分若干点的温度变化进行了实时测量,并与计算结果进行了对比。结果表明,计算结果与试验结果吻合良好。

水平井分段压裂工艺技术现状及发展方向

大庆外围低渗透及特低渗透油气田的水平井开发取得较好效果,但其配套技术和工艺技术水平需进一步提高.通过分析大庆油田及国内外水平井分段压裂技术现状,总结国内外油田6大类水平井分段压裂主体工艺技术和1项水平井大型体积压裂技术的原理和特点,以及水平井“工厂化”作业模式.对比大庆油田与国内外水平井分段压裂主体技术的性能指标,找出压裂工艺种类少、施工规模有限等差距.分析大庆油田勘探开发对水平井压裂的技术需求,提出大庆油田水平井改造压裂技术将向多段数（15段以上）、大规模、高效率、低成本、高性价比的方向发展.