高压干气密封用辅助密封圈性能研究
发布时间：2023-04-20 06:04
高压干气密封用辅助密封圈(O形橡胶密封圈、弹簧蓄能密封圈)是干气密封中的关键零部件,辅助密封圈的密封性能对整个密封系统起着至关重要的作用。高压干气密封中防止泄漏,承担主要密封任务的有两处:一处是动环与静环间的间隙形成的气膜密封;另外一处是装配部件之间的辅助密封圈密封。近年以来,国内外学者对动、静环进行了大量的研究,但对高压干气密封用辅助密封圈的研究相对较少。因此,本文针对高压干气密封用辅助密封圈为研究对象,对其密封性能进行研究。(1)对高压干气密封用O形橡胶密封圈进行研究:以超弹性体非线性本构理论Mooney-Rivlin模型为理论基础,基于ANSYS软件对高压干气密封中辅助O形橡胶密封圈建立的二维轴对称模型,在不同的操作参数(介质压力、预紧力)和结构参数(矩形沟槽、燕尾沟槽)情况下进行数值模拟,分析密封介质压力、预紧力对O形橡胶密封圈的Von Mises应力、剪切应力,最大接触应力的影响规律,并对矩形沟槽、燕尾形沟槽模拟结果进行对比分析总结。进而得出不同操作参数、密封圈沟槽几何结构参数对O形橡胶密封圈密封性能的影响规律。(2)对高压干气密封用弹簧蓄能密封圈进行研究:用UG软件建立弹簧...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题的来源、背景及意义
1.2 高压干气密封用辅助密封圈的研究进展
1.2.1 O形橡胶密封圈的国内外研究状况
1.2.2 弹簧蓄能聚四氟乙烯密封圈的国内外研究状况
1.3 聚四氟乙烯密封材料摩擦磨损性能的研究现状
1.4 本文研究内容及方法
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
第二章 O形密封圈密封沟槽形状对其密封性能的影响
2.1 O形橡胶密封圈的基本结构和工作原理
2.2 橡胶材料的理论基础
2.2.1 橡胶材料本构关系的选择
2.2.2 橡胶材料的三重非线性
2.3 模型的建立
2.3.1 几何模型的建立
2.3.2 施加边界约束和载荷
2.4 矩形密封沟槽的数值模拟计算及其结果分析
2.4.1 相同压缩率不同介质压力下的VonMises应力
2.4.2 相同介质压力不同压缩率下的VonMises应力
2.4.3 不同压缩率时最大VonMises应力、剪切应力、最大接触压力与密封介质压力的关系
2.5 燕尾形密封沟槽的有限元分析模型
2.6 燕尾形密封沟槽的数值模拟计算及其结果分析
2.6.1 相同压缩率不同介质压力下的VonMises应力
2.6.2 相同介质压力不同压缩率下的VonMises应力
2.6.3 不同压缩率时最大VonMises应力、剪切应力、最大接触压力与密封介质压力的关系
2.7 本章小结
第三章 高压干气密封用弹簧蓄能密封圈密封性能分析
3.1 弹簧蓄能密封圈的基本结构和工作原理
3.2 弹簧蓄能密封圈的类型
3.2.1 弹簧蓄能密封圈选型分类
3.2.2 弹簧蓄能密封圈弹簧及包覆套材质分类
3.3 数值模拟模型的建立
3.3.1 几何模型的建立
3.3.2 有限元模型的建立
3.4 数值模拟计算及结果分析
3.4.1 相同压缩率不同介质压力下的VonMises应力
3.4.2 相同压缩率不同介质压力下的剪切应力
3.4.3 最大接触应力与密封介质压力的关系以及其在接触面上的分布
3.5 本章小结
第四章 弹簧蓄能密封圈包覆套聚四氟乙烯材料的干摩擦磨损性能试验研究
4.1 试验准备部分
4.1.1 摩擦磨损试验设备选取和材料的准备
4.1.2 试验方法
4.2 试验结果与讨论
4.2.1 摩擦配副钢环端面粗糙度对PTFE密封材料磨损性能的影响
4.2.2 固定载荷,不同转速下摩擦配副钢环端面粗糙度对PTFE密封材料磨损量的影响
4.2.3 固定转速,不同载荷下摩擦配副钢环端面粗糙度对PTFE密封材料摩擦系数的影响
4.2.4 磨损表面形貌与磨损机制的分析
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录：攻读硕士学位期间取得的科研成果
一、发表的相关学术论文
二、申请的专利
本文编号：3795038
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题的来源、背景及意义
1.2 高压干气密封用辅助密封圈的研究进展
1.2.1 O形橡胶密封圈的国内外研究状况
1.2.2 弹簧蓄能聚四氟乙烯密封圈的国内外研究状况
1.3 聚四氟乙烯密封材料摩擦磨损性能的研究现状
1.4 本文研究内容及方法
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
第二章 O形密封圈密封沟槽形状对其密封性能的影响
2.1 O形橡胶密封圈的基本结构和工作原理
2.2 橡胶材料的理论基础
2.2.1 橡胶材料本构关系的选择
2.2.2 橡胶材料的三重非线性
2.3 模型的建立
2.3.1 几何模型的建立
2.3.2 施加边界约束和载荷
2.4 矩形密封沟槽的数值模拟计算及其结果分析
2.4.1 相同压缩率不同介质压力下的VonMises应力
2.4.2 相同介质压力不同压缩率下的VonMises应力
2.4.3 不同压缩率时最大VonMises应力、剪切应力、最大接触压力与密封介质压力的关系
2.5 燕尾形密封沟槽的有限元分析模型
2.6 燕尾形密封沟槽的数值模拟计算及其结果分析
2.6.1 相同压缩率不同介质压力下的VonMises应力
2.6.2 相同介质压力不同压缩率下的VonMises应力
2.6.3 不同压缩率时最大VonMises应力、剪切应力、最大接触压力与密封介质压力的关系
2.7 本章小结
第三章 高压干气密封用弹簧蓄能密封圈密封性能分析
3.1 弹簧蓄能密封圈的基本结构和工作原理
3.2 弹簧蓄能密封圈的类型
3.2.1 弹簧蓄能密封圈选型分类
3.2.2 弹簧蓄能密封圈弹簧及包覆套材质分类
3.3 数值模拟模型的建立
3.3.1 几何模型的建立
3.3.2 有限元模型的建立
3.4 数值模拟计算及结果分析
3.4.1 相同压缩率不同介质压力下的VonMises应力
3.4.2 相同压缩率不同介质压力下的剪切应力
3.4.3 最大接触应力与密封介质压力的关系以及其在接触面上的分布
3.5 本章小结
第四章 弹簧蓄能密封圈包覆套聚四氟乙烯材料的干摩擦磨损性能试验研究
4.1 试验准备部分
4.1.1 摩擦磨损试验设备选取和材料的准备
4.1.2 试验方法
4.2 试验结果与讨论
4.2.1 摩擦配副钢环端面粗糙度对PTFE密封材料磨损性能的影响
4.2.2 固定载荷,不同转速下摩擦配副钢环端面粗糙度对PTFE密封材料磨损量的影响
4.2.3 固定转速,不同载荷下摩擦配副钢环端面粗糙度对PTFE密封材料摩擦系数的影响
4.2.4 磨损表面形貌与磨损机制的分析
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录：攻读硕士学位期间取得的科研成果
一、发表的相关学术论文
二、申请的专利
本文编号：3795038
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3795038.html
