齿轮激光冲击强化数值模拟中有限元网格划分的研究

由于渐开线轮齿形状的复杂性,现有网格划分的方法难以适应轮齿激光脉冲冲击强化的模拟过程中网格的划分,本文中提出了一种新的网格划分方法。在分析齿廓特征的基础上,先将轮齿的端面齿廓进行合理分割成不同的规则的区域,再在不同区域内用不同的网格密度生成平面单元,然后通过拖拉方法生成适合激光冲击波传播的体单元,相比于已有的网格划分方法,该方法在网格密度、单元形态、长宽比、单元与激光压力加载方向一致性等方面得到了较好地改善,有效地避免了不合理的网格几何形状,获得较为准确的残余应力。试验结果证明了该方法的正确性,并得出齿面网格尺寸为0.125 mm时最合适求解。

电池包壳体用橡胶密封件密封性能的研究

设计两种截面结构(方案1为非对称结构,方案2为对称结构)的新能源汽车动力电池包壳体用橡胶密封件,利用有限元仿真分析橡胶密封件的力学性能,并与实测结果进行对比;通过防水试验验证橡胶密封件的密封效果。结果表明:与方案2橡胶密封件相比,方案1橡胶密封件的刚度更小,有限元仿真结果与实测结果相差很小,有限元仿真能够较好地分析和预测橡胶密封件的力学性能;两种方案橡胶密封件的最大应变非常接近,但方案1橡胶密封件的最大应变在底部,方案2橡胶密封件的最大应变在直条密封筋与环形密封筋交接处,且上下面的接触应力相同,方案2橡胶密封件的截面结构有利于提升密封性能,并保持长久的密封效果;两种方案橡胶密封件均具有良好的实际密封效果。

基于加速老化的橡胶密封件使用寿命评估

该文利用控温箱进行橡胶样品的老化实验,通过测量压缩永久变形,判断橡胶样品的老化程度随时间的变化情况。以Arrhenius方程表示不同温度下的老化速度的关系,并利用时温等效原理和高温下橡胶样品老化的数据,估测常温下橡胶的老化情况。根据压缩永久变形量与密封能力的判断准则,给出由试验样品制备的橡胶密封件在常温下的预期寿命。

基于有限元分析的矩形橡胶密封圈密封性能研究

针对矩形橡胶密封件,论述了密封圈的密封机理和材料的本构模型,运用有限元分析技术,分析了矩形密封圈的压缩率、温度和油压对Von Mises应力和接触应力的影响。结果表明:矩形密封圈压缩率、温度和油压对Von Mises应力和接触应力有很大影响,为密封圈的设计提供了理论依据。

不同活塞杆用密封件应力松弛现象研究

该文利用广州机械科学研究院有限公司自有的油封径向力测试仪以及定制加工的轴套对Y圈,轴用方形圈,轴用阶梯圈以及V组等4种不同类型的活塞杆用橡塑密封件在特定温度下以及在宽温域下的应力松弛现象进行了研究。结果表明,随着温度的升高以及时间的推移,4种同一轴径、不同材料、不同结构形式的活塞杆用密封件均出现了应力松弛的现象,且不同密封件,其径向力初始值以及应力松弛的规律不同。

橡胶密封制品的绿色化生产现状与展望

介绍橡胶密封制品在生产过程中涉及的多种绿色技术,包括绿色能源、绿色新胶种、绿色加工工艺和硫化废气的绿色化处理,解析这些技术的基本原理及其为橡胶制品企业带来的积极效益,为加速橡胶制品企业绿色化生产技术改造和促进橡胶行业绿色化发展提供了思路。

碳材料在橡胶中的应用研究进展

综述各种碳材料复合橡胶的发展及研究进程,主要介绍石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管等碳系材料结构、功能化方式及橡胶复合材料加工方法。碳材料不仅能较大幅度地改善橡胶的各种基础性能,而且可赋予橡胶很多新的功能,如热量传导、电荷传输,因而能够提高橡胶制品性价比和档次。

膨胀剂修饰的阴阳黏土在橡胶中的协效作用

分别采用对硝基苯甲酸和三聚氰胺磷酸盐作为膨胀阻燃剂组分有机修饰阴阳离子黏土:层状双氢氧化物和蒙脱土.将有机修饰的层状双氢氧化物(OLDH)和有机修饰的蒙脱土(OMMT)与超微氢氧化镁(HFMH)一起作为无卤阻燃剂,通过熔融插层法,加入到丁腈橡胶(NBR)中,制备无卤阻燃NBR/OLDH/OMMT/HFMH纳米复合材料.采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、透射电镜、热重分析、氧指数、垂直燃烧和力学测试研究NBR/OLDH/OMMT/HFMH纳米复合材料的形态结构、协效作用、热和力学性质.结果表明能够得到剥离或插层的纳米复合材料,且OLDH和OMMT均匀分散在NBR基体中.归于膨胀阻燃剂组分有机修饰的OLDH和OMMT的协效作用,含有5份OLDH和5份OMMT的NBR-3在700℃有最高的残碳量.NBR-3样品主链的热稳定性比NBR-5样品(含有10份OMMT)和NBR-1样品(含有10份OLDH)的高15～18℃.在所有的样品中,NBR-3样品的氧指数最高,为38%.样品NBR-2、NBR-3、NBR-4均能通过V-0级.力学性能表明有机修饰的纳米片层能够明显地提高样品的拉伸强度和100%伸长时应力.

往复密封数值仿真模型及试验验证

基于混合润滑理论建立往复密封数值仿真模型,该模型综合考虑了密封系统中密封件的宏观固体力学变形、密封接触区微观粗糙峰接触、油膜厚度分布等因素,可以分析得到往复密封摩擦力、泄漏量等关键性能参数。以往复密封常用的斯特封为研究对象,通过往复密封基础试验台测量表征往复密封特性的关键参数摩擦力及泄漏量。试验与仿真结果表明:斯特封的瞬时摩擦力随着介质压力的升高而增大,反装斯特封的泄漏量随着往复行程的累积而增加。试验测量结果与仿真模型计算结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。

基于有限元仿真的发泡硅橡胶老化规律研究

通过力学性能测试得到发泡硅橡胶应力应变曲线,结合Ogden(Foam)3阶超弹本构模型,建立发泡硅橡胶静密封系统的有限元仿真模型,得到大压缩量下发泡硅橡胶的von Mises应力及接触压力分布情况。仿真结果表明:大压缩量下发泡硅橡胶对称中心线位置的von Mises应力、接触压力值较大,在橡胶边缘和靠近限位环处接触应力数值有突增。开展140℃热空气老化试验,测定老化后发泡硅橡胶应力应变曲线,结合有限元仿真模型分析发泡硅橡胶老化后von Mises应力、接触压力的变化规律。结果表明:经过热空气老化后,在一定载荷下发泡硅橡胶等效应力和接触压力均呈增大的趋势。

橡塑密封技术发展现状与趋势

阐述了近年来我国橡塑密封行业的发展情况及在各行业的应用,综述了橡塑密封结构设计、橡塑密封材料、检验检测和制造工艺的发展现状,分析了国内橡塑密封行业和技术与国外发达国家先进密封技术发展存在的差距和不足,提出了橡塑密封技术的发展方向,并就未来我国橡塑密封行业的发展提出了建议。

PTFE复合材料密封圈摩擦特性的对比研究

为优选摩擦性能优异的密封用PTFE复合材料,搭建往复密封测试台架,对比研究5类填充PTFE密封圈在长期运行工况下的摩擦磨损性能,并对其失效机制进行分析。结果表明:含Cr 2O 3减磨剂的青铜/PTFE复合材料具有优异的低摩擦、耐磨损与抗蠕变性能,泄漏量较少(往复30万次泄漏为10 mL),性能最优;碳粉/石墨填充的PTFE复合材料虽然摩擦因数较低,但其磨损量较大,泄漏量较多;碳纤、玻纤填充的PTFE复合材料摩擦力最大,且抗蠕变性能差,试验过程中密封圈径向尺寸变化明显,泄漏量大。对PTFE往复密封圈而言,填充Cr 2O 3减磨剂的青铜/PTFE复合材料具有较高的实用价值。

基于Ansys的O形橡胶密封圈密封性能及可靠性研究

利用有限元分析软件Ansys建立了线径为7 mm的O形橡胶密封圈(简称O形圈)的二维轴对称模型,然后对其在不同径向间隙和不同油压下的密封性能进行分析,得到径向间隙以及油压对O形圈密封性能的影响。结果表明:油压对O形圈密封性能的影响较大,而径向间隙在油压较小时对O形圈密封性能的影响较小,在油压较大时影响较大;在径向间隙为0. 3 mm、油压为16 MPa时O形圈的初始可靠度为98. 5%。由各随机因素对极限状态函数的灵敏度可知,对O形圈初始可靠度影响最大的两个因素为O形圈线径和油压。

生物基棕榈油在三元乙丙橡胶胶料中的应用

研究生物基棕榈油在三元乙丙橡胶(EPDM)胶料中的应用。结果表明:与石蜡油相比,绿色可再生的棕榈油用于EPDM胶料拥有更好的增塑效果和热稳定性;采用棕榈油作为增塑剂的EPDM硫化胶的雾化冷凝值更小,棕榈油有望替代石蜡油应用于EPDM制品。

发动机缸盖密封垫设计研究

针对汽车发动机密封系统,论述了密封件的失效准则和橡胶材料的本构模型,选取了某汽车发动机工程设计实例,根据设计参数进行密封件结构设计,运用ABAQUS软件分别建立了不同装配状态LMC、NMC和MMC下的有限元模型,进行了有限元分析,结果显示,同一基本尺寸,考虑制造公差状态下的装配结果呈现非常大的区别,因此,在汽车发动机密封件设计时需考虑制造公差的分析。

基于有限元分析的汽车万向节球头防尘罩优化设计

针对汽车万向节球头防尘罩,论述了设计要求和橡胶材料的有限元分析本构模型,选取了一工程设计实例,根据经验设计了3种方案,通过有限元分析选取了最佳的设计方案,经过试验得出,分析结果与试验结果非常接近,表明有限元分析能够指导球头防尘罩的设计,为球头防尘罩的设计提供了理论依据。

基于有限元分析的汽车排气管吊耳设计

阐述了汽车排气管吊耳的作用,针对一工程实例,根据设计要求提出了3种设计方案,建立了有限元模型,选取橡胶材料的本构模型进行了有限元分析,确定了设计方案并与试验结果进行了对比。结果表明,刚度试验结果与有限元分析结果相对误差约为7%,满足设计要求。

多极磁性橡胶编码器的空间磁场分布仿真分析

基于空间磁场理论对多极磁性橡胶编码器的空间磁场分布开展仿真分析与试验研究,获取磁感应强度在气隙高度方向和径向方向的变化规律,证明了仿真分析的准确性。对磁极对数、磁性橡胶层厚度和宽度对多极磁性橡胶编码器的磁感应强度影响规律的仿真结果可为多极磁性橡胶编码器的设计提供指导。

耐低温超低压缩永久变形三元乙丙橡胶的配方设计

研究由乙烯、丁烯和亚乙基降冰片烯为单体,茂金属催化合成的新型三元乙丙橡胶(EBT EPDM)和通用三元乙丙橡胶(EPDM)的耐低温性能以及炭黑种类对EBT EPDM胶料耐低温性能的影响。结果表明:与EPDM胶料相比,EBT EPDM胶料的t_(10)和t_(90)均缩短,F_(max)-FL增大;EBT EPDM硫化胶在低温条件(-40℃×72 h)下的压缩永久变形减小71.5%,脆性温度降低37.7%,低温回缩温度TR10最低,低温弯曲后表面未出现裂纹,耐低温性能优异;随着炭黑粒径的增大,EBT EPDM硫化胶的低温压缩永久变形减小,脆性温度降低;在相同低温条件下,EBT EPDM硫化胶的压缩永久变形与硅橡胶硫化胶相近,但EBT EPDM价格远低于硅橡胶,可拓宽其在低温密封领域的应用。

齿轮齿条的接触应力研究

为了研究齿轮齿条传动的接触应力,运用齿轮承载能力计算方法中接触应力的计算公式,实例计算了一对齿轮齿条啮合时的接触应力,并运用ANSYS有限元分析软件建立了齿轮齿条有限元模型,分别求解了不同啮合位置的接触应力。其中单啮合时的计算结果与理论计算值非常接近,表明所建立的静力学模型有良好的分析精度,同时得出单啮时的接触应力远远大于双啮时的接触应力的结论。