基于Ansys的舰用大尺寸异形密封圈双向密封性能数值研究

基于Ansys软件对大尺寸异形密封圈的双向密封性能进行数值计算和研究。介绍了利用有限元仿真软件进行密封圈密封性能数值计算和基于计算结果进行密封性能评估的方法,为解决大尺寸密封结构存在较大配合误差使得双向完全密封难度较大的问题,设计了异形密封圈,并分别计算和分析异形密封圈在安装压缩作用、上部密封压力作用和下部密封压力作用等3种典型工况下不同压缩量的双向密封性能。仿真结果表明:设计的异形密封圈在密封结构存在较大配合误差时能够实现良好的双向密封,验证了密封结构设计的合理性。本文研究可为其他舰用大尺寸密封结构的设计和数值计算提供参考和指导。     

高承压气密闸门双道燕尾槽密封结构的有限元分析

针对承压气密闸门双道燕尾槽密封结构，采用ANSYS Workbench对该结构中O形密封圈的Von Mises应力和最大接触压力与压缩率的关系进行了研究。基于预紧状态和工作状态，对橡胶条在压缩率为3%、5%、8%、10%、13%、16%、18%和21%等工况下的受力情况进行了有限元分析。结果表明：预紧状态下，压缩率越大，橡胶圈内部应力越大，可能发生失效的区域也越大，压缩率过大则会导致密封圈从内部发生破坏而失效；工作状态下，当压缩率η＞13%时，可避免密封圈被挤入上法兰面、下法兰面的间隙而造成密封失效。各接触面的接触压力均满足密封要求，是较为理想的压缩率设计值。     

高压周隙密封三维热弹流理论研究

对高压周隙密封开展三维热弹流理论研究,在润滑理论基础上建立密封理论计算模型,采用有限差分法和有限元法对偏微分控制方程组进行数值求解.计算掌握了不同转速、进油压力和间隙条件下高压周隙密封的性能,分析比较了上述不同几何工况条件下高压周隙密封性能变化规律.     

水下连接器金属密封圈裂纹故障对密封性能的影响

密封圈是水下连接器上的全金属结构,其性能优劣将影响连接器密封功能的实现。为保证密封圈的性能,需要进行裂纹故障对其性能影响的研究。根据水下连接器的两种工作状态,利用ABAQUS有限元法对无裂纹密封圈进行强度计算,通过最大等效应力结果与最大等效塑性应变结果找到易产生裂纹的区域;之后在该区域预置了不同深度、位置、角度的裂纹,探讨了三个因素对密封圈密封性能和结构性能的影响。结果表明:水下连接器金属密封圈在工作时,与毂座的接触面为应力集中区域,处于塑性变形状态,容易产生横向裂纹;裂纹前期对密封圈密封性能影响不大,但使得密封圈结构性能变差,长期使用会导致裂纹扩展,从而使结构断裂,密封发生失效。     

深海逃逸舱对接面O形圈的密封性能及力学特性

以深海逃逸舱O形密封圈为研究对象,采用ABAQUS软件建立2维轴对称有限元模型,针对O形圈的安装预压缩、单侧海水施压和双侧海水施压3种工况开展密封性能及力学特性研究,并以O形圈截面直径、压缩率和海水环境压力为变量因素分析其对O形圈密封性能和力学特性的影响。结果表明:所选O形圈在特定变量范围内的密封性能良好,不发生失效现象;O形圈安装预紧力随其截面直径、压缩率的增大而显著增大;逃逸舱解脱过程中,O形圈对其产生的作用合力表现为对对接法兰面的顶推力,该顶推力有利于逃逸舱解脱,且其大小随O形圈直径和压缩率的增大而增大。研究结论可为逃逸舱连接及解脱装置的设计提供参考依据。     

三峡升船机对接密封框C形止水压板加固工装与检修平台设计

为了解决三峡升船机对接密封框C形止水压板连接螺栓出现断裂及止水检修维护不便的问题，建立C形止水压板及连接螺栓在不同运行工况下的力学模型，根据对螺栓强度的校核分析结果可知，泄间隙水过程中，C形止水压板连接螺栓所受拉应力大于材料的许用拉应力。根据分析结果并结合现场设备的结构布置特点进行C形止水压板加固工装的设计，经安装使用验证螺栓受力满足设计要求，同时设计1套C形止水检修平台，满足快速检修更换需求，解决了实际工程问题。     

华南吊机齿轮箱的密封改进

为改造华南齿轮箱的密封性能,分析其密封机制和密封圈样式,提出新的密封方案,耐久试验测试表明,改造后齿轮箱的密封性能明显得到改善,确定对密封机制和密封圈样式的更改是可行的。     

基于有限元法的盘式制动器橡胶密封圈设计

根据汽车实际制动中常出现的盘式制动器橡胶密封圈上蹿现象,提出了过盈量和温度是影响橡胶密封圈正常工作的原因的猜想,运用UG软件建立了4种不同初始过盈量的橡胶密封圈和托盘模型,并对后两种模型进行结构改进,以找出最佳橡胶密封圈结构,采用YEOH模型定义橡胶的超弹性,建立橡胶密封圈-托盘非线性有限元分析模型.结果表明:过盈量和温度是影响橡胶密封圈正常工作的原因,过大的过盈量会使橡胶的压入和拔出都较困难,且容易产生上蹿现象.在橡胶密封圈无锯齿处与托盘间留微小间隙,在橡胶密封圈锯齿处与托盘间留较大过盈,并且适当减少橡胶是橡胶密封圈与托盘最佳配合关系和最优模型.     

新型自动密封蝶阀

本文通过比较蝶阀的几种密封方式,主要介绍了自动密封蝶阀的密封原理及其关键部件的设计。自动密封蝶阀巧妙地利用梭阀使管道高压端流通介质进入空心“O”形橡胶密封圈。密封圈与蝶板密封面之间的接触压力随介质压力的升高而升高。最高工作压力可达到3MPa以上,且特别适用于变工况下工作。     

救生钟对接密封能力研究

对接密封性能可靠是救生钟安全使用的关键环节之一.该文对救生钟在水下对接过程中和对接后的密封性能进行了全面分析,分析了密封失效的可能形式,得到了在各种密封失效形式下,针对不同海流、对接深度、对接角度等多种影响参数综合作用下的救生钟密封性能.文中的研究内容主要包括:(1)救生钟的对口法兰与救生平台刚刚结合后,下室还没有建立内外压差前,研究下室排水建立内外压差且能够确保密封圈密封所必须具备的条件,即密封圈对对口绞车的拉力要求、推进器要求;(2)救生钟与救生平台成功对接后,即下室已经建立了内外压差,对口绞车钢缆已经松驰条件下救生钟的密封性能.文中还根据计算分析结果对救生钟对接操作提出了参考技术指标.     

履带式起重机下车有限元分析方法研究

有限元方法能够较准确模拟工程机械局部受力和变形行为,但前提是采用合适的单元,更重要的是边界条件符合实际工况.针对履带式起重机下车有限元分析中存在的问题,提出了改进的分析方法.通过将单元数量、形状和排列方式进行配合,可以在使用较少单元数量的情况下获得较准确的结果.为了准确施加边界条件,用间隙单元模拟地面和履带的接触;用梁单元模拟回转支撑和固定螺栓,使局部刚度更接近实际情况,并使载荷在车架上的分布更真实.计算时考虑3种工况：起臂、吊载和转弯工况.将应力计算结果与实测值进行对比,大致吻合,证明了方法的可行性.     

深基坑开挖的理论计算与工程监测结果分析

大量的基坑工程实践表明,深基坑工程仅仅依靠理论分析和经验估计难以完成经济可靠的基坑支护设计和施工。文中以天津港南疆港区神华煤炭码头建设工程两座廊道的地下连续墙工程为案例,对地下连续墙的墙体位移、支撑轴力等方面进行工程监测,并利用二维有限元程序对其进行了理论计算分析,藉以探讨有限元计算结果与工程监测之间的差距。通过有限元计算值与实测数据对比发现,墙体最大水平位移的计算值较实测数据稍偏大,墙体最大竖向位移和支撑轴力的计算值与实测数据有一定差距。结果表明,有限元方法可以分析墙体最大水平位移,而最大竖向位移和支撑轴力的分析方法值得进一步探讨。     

Experimental and theoretical studies on the lateral collapse of mechanically lined pipes

The mechanically lined pipe, which consists of a thin non-corrosive liner and a carbon steel pipe, is an economical way to transport acidic fluid in offshore applications. However, it is prone to lateral loading and potentially develops plastic collapse and liner separation during the operational stage. The present study examines its crushing performance using small-scale 2-inch lined pipes manufactured by a customized hydroforming facility. The lined pipes comprised a seamless GB45 carbon steel tube and a grade T2 copper liner. Four ring specimens extracted from lined pipes and two single-layer rings were crushed on a universal testing machine in a quasi-static manner. The tube was found to develop an ovalized shape initially and then changed into a "∞" shape in the end. The carrier and liner were found to stay together throughout the crushing process, with slight liner separation taking place. The manufacture and lateral collapse processes were also reproduced with finite element models and nonlinear analytical formulation. The analytical model was established based on the principle of virtual work and nonlinear ring theory, assuming small strain and finite rotation. It showed that the analytical and numerical simulation results agreed with the experimental results. The influence of major parameters of the problem was also studied based on the full-scale lined pipe. Amongst other findings, manufacture-related plastic hardening is shown to affect the load-carrying capacity and the growth of separation during lateral collapse.     

水平冲击下防撞装置的试验及有限元研究

采用试验及有限元模拟的方法对格构增强复合材料桥梁防撞装置的水平抗冲击性能进行研究.首先,根据桥墩的实际形状选择合适的缩比尺寸制作了桥墩及防撞装置模型,并进行水平冲击试验.其次,研究有无防撞装置及防撞装置中横向格构间距对船舶撞击力峰值的影响,并利用LS-DYNA软件进行有限元模拟.最后,将有限元结果与试验结果进行对比.结...     

离心泵级间间隙泄漏量的理论计算

为推导并验证两同轴联接离心泵级间间隙泄漏量的理论公式,基于CFD仿真得出间隙前后压差和转速对级间泄漏量的影响规律;借鉴叶轮密封环泄漏量的理论计算,推导出级间间隙泄漏量的理论计算公式.将数值计算出的泄漏量与理论公式结果进行对比,结果表明二者差距很小,验证了该理论公式计算级间间隙泄漏量的可行性.     

基于ANSYS的艉轴密封环性能分析研究

为解决在高参数场合下,艉轴密封的密封端面产生力变形,热变形,造成密封失效问题,基于ANSYS软件平台,综合国内外在艉轴密封性能理论研究的新成果,对艉轴密封环建立热-结构耦合稳态的计算艉轴密封性能的有限元模型,并进行了密封性能研究.     

甲板开口围缘扁钢加强方式研究

针对开大长矩形口的甲板结构,在开口内缘加设围缘扁钢,可以降低角隅处的应力集中。采用参数化分析方法,基于结构有限元数值计算结果,研究不同甲板厚度、开口尺寸和角隅半径时,扁钢长、宽、厚尺寸参数对应力集中的影响,并分析其原因。研究结果表明,随着扁钢尺寸的增大,开口处应力集中系数为先减小后增大,合理地设计扁钢加强方式才能有效降低应力集中。通过参数化计算,提出开口处围缘扁钢加强方式优化设计思想,给出最佳扁钢宽度值、厚度的设计公式及设计图谱,可以为甲板开口加强设计提供参考。     

中压交流真空断路器均压环抗冲击性能仿真分析

船舶机电设备的抗冲击性能是考核设备战时生命力的重要指标。本文基于ANSYS仿真软件,通过有限元仿真方法分析了断路器样机的均压环在冲击载荷作用下的结构稳定性,并依据分析结果对其结构及安装方式进行改进,改进后均压环不存在应力危险区域。     

基于固有应变理论的船体焊接变形仿真研究

大型船舶构件尺寸大、焊缝分布广,传统的有限元焊接仿真方法难以满足其大尺寸结构计算的要求。基于热弹塑性有限元法对T型局部接头进行焊接变形计算,获取焊缝处平均固有应变值,然后将其作为初始载荷施加在全尺寸壳单元分段模型上进行弹性计算,最终得到大型分段的整体焊接变形。仿真结果表明,结合小模型的热弹塑性法和大结构固有应变法,能准确高效的预测大型结构的焊接变形。     

强夯数值模拟及设计参数研究

根据强夯处理高填方时土体存在局部大变形的特点,采用非线性有限元理论,导出弹塑性大变形有限元动力平衡方程,对高填方强夯处理进行数值模拟,得到夯坑形状、土体应力变化及塑性区开展等结果,并依据数值模拟结果对强夯加固的主要设计参数进行初步探讨。