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艉轴密封装置是船舶推进系统的关键组成部分,其密封性能的优劣直接影响船舶航行的安全性与可靠性。以船舶艉轴机械密封环为研究对象,基于热-结构耦合模型对比分析了赛龙、聚四氟乙烯和碳石墨这3种材料密封环的温度场和结构场差异,并提取动、静环接触面各节点的温度和压力分布。结果表明:3种材料密封环最高温度和接触压力均处于密封环内侧,并由内而外逐渐减小,相同位置处碳石墨密封环的端面温度小于赛龙与聚四氟乙烯密封环,且接触压力较大。综合密封台架试验验证,碳石墨密封环端面温度和摩擦系数较低于另外两种材料密封环,密封性能较好。研究结果对于不同材料配对的船舶艉轴机械密封环材料的筛选具有一定的指导意义。 相似文献
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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. 相似文献
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《舰船科学技术》2019,(24)
传统的端面变形分析方法,计算出的数据与真实数据之间存在较大差值,导致得到的分析结果并不准确,为此提出了新式船舶艉轴环机械密封装置,端面变形分析方法。该方法利用虚拟技术,生成轴环密封装置三维效果图,通过应变函数建立端面变形分析模型。依据密封动环的最初受力大小,计算动环端面比压;根据橡胶材料的非线性特征,计算橡胶静环端面的有限元,分析静环的位移变化量,以此分析导致密封装置端面变形的因素。实验结果表明:与传统方法相比,所提出的分析方法,计算出的各项数据与真实数据之间的偏差极小,分析出的结果更加精确。由此可见,所提出的方法更适用于分析导致艉轴环密封装置端面变形的因素。 相似文献
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非接触式艉轴端面密封具备低泄漏、无磨损、高寿命等优点,但螺旋桨周期性击水而产生的周期性振动以及往复性轴向窜动都对密封的动态抗干扰性能提出了挑战.本文基于摄动法,求解得到艉轴密封的动态雷诺方程和动态性能参数,并采用有限元法进行求解,分析多种膜厚变工况下的密封动态性能.研究结果表明:转速的增加使得密封具有更大的刚度系数、阻尼系数以及更好的动态性能;而压差的增大会减小密封的刚度系数,不利于密封的动态性能;密封端面间流体膜的厚度越小,其具有越大的刚度系数,而阻尼系数略有减小,有利于密封的动态性能;因此艉轴端面密封适合于高转速、低压差、小膜厚的运行工况. 相似文献
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为解决传统变形分析方法存在分析精度较低的不足,提出船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析,基于尾轴环机械密封装置端面边界条件的确定,以及端面静载参数的计算,完成了船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析模型的构建;依托尾轴环机械密封装置端面外载荷的施加,实现了船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析。试验数据表明,提出的变形分析方法较传统的变形分析方法分析精度95.69%,适合于不同船舶尾轴环机械密封装置端面的变形分析。 相似文献
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针对安装误差导致的轴颈倾斜角、主轴转速、艉轴工作环境温度等因素对船舶艉轴承润滑性能影响的问题,以某散货船为研究对象,基于Reynolds边界条件,运用有限差分法对Reynolds方程进行求解,通过数值分析软件MATLAB进行编程,获得不同工况下艉轴承的润滑模型。进而对多种参数影响下的油膜压力和油膜厚度差异进行对比分析。结果表明:考虑轴颈倾斜角的情况下,轴颈倾角逐步增大,油膜压力峰值与轴颈倾角呈现正相关关系,最小油膜厚度减小速度先快后慢;主机在不同工况下,油膜压力峰值与主轴转速呈现负相关关系,最小油膜厚度与主轴转速则呈现出一种近似正比的关系;当艉轴工作环境温度变化时,随着温度的升高,最大油膜压力逐渐增大,最小油膜厚度变化趋势则相反,逐渐向减小的方向发展。 相似文献
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深海舷外电液舵机的密封性能分析 总被引:1,自引:1,他引:0
以深海舷外电液舵机格莱圈为研究对象,采用ABAQUS建立格莱圈二维轴对称有限元分析模型,研究格莱圈在安装阶段、施加压力、施加温度场以及动密封4种工况下的力学性能,并对格莱圈在不同工作压力、压缩率和温度下的应力、接触应力和剪应力进行分析。结果表明:压缩率一定时,格莱圈中O形圈和方形圈的应力随工作压力增大而增大,方形圈的应力整体上大于O形圈的应力,温度对格莱圈的应力影响较小,活塞杆外行程阶段的格莱圈应力要大于内行程阶段的应力;格莱圈接触应力随工作压力、压缩率和温度的增大而增大,且接触应力始终大于格莱圈两端压力差,格莱圈能保证正常密封能力;在一定的压缩率下,格莱圈中O形圈和方形圈的剪应力随工作压力增大而增大,O形圈增大趋势不明显,而方形圈增大趋势明显。 相似文献
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Bend stiffeners are subjected to cyclic loading during offshore operation or when subjected to a controlled full-scale qualification test. Due to the viscoelastic nature of the polyurethane, energy is dissipated within the material volume and the structure may experience a temperature increase, a phenomenon known as self-heating. The top connection is a flexible riser critical region in terms of fatigue, being the bend stiffener the main responsible for curvature control. As the curvature distribution is highly affected by the nonlinear time–temperature bend stiffener response, a detailed thermo-mechanical assessment may become relevant for riser lifetime and polyurethane material failure assessment, specially during accelerated full-scale tests. In the present paper (Part I), the polyurethane experimental characterization and steady-state thermo-mechanical mathematical formulation are presented for the bend stiffener self-heating assessment. A steady-state formulation is derived for a temperature dependent linear viscoelastic large deflection beam model to estimate the heat generation during harmonic tip loading. The temperature field distribution is calculated through a three-dimensional steady-state thermal model considering the viscoelastic heat calculated from the mechanical model with an iterative scheme. Stress relaxation tests are performed at different temperatures to determine the viscoelastic properties followed by thermal properties characterization through differential scanning calorimetry and by the Flash method to determine the specific heat, thermal conductivity and diffusivity, respectively. In a companion paper (Part II) the iterative numerical scheme is detailed and a case study presented. 相似文献
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膜盘联轴器轴向刚度性能分析 总被引:3,自引:1,他引:2
采用张量分析和能量变分法,在必要假设的基础上,对轴向对称载荷作用下的膜盘联轴器的轴向刚度进行了研究.分析了膜盘厚度、剖面形状、半径比和传递扭矩对轴向刚度的影响.通过与仿真结果的比较,验证了假设和结论的正确性. 相似文献