密封接触表面的三维分形数值重构和界面现象研究

发布时间：2021-10-21 09:31

　　各种密封结构广泛应用于石油、化工和核工业等行业中,其紧密性直接关系到系统和设备运行的安全性和可靠性。由于加工表面难以消除的微观粗糙特性,任何两个表面之间的接触都是不完全的。接触密封结构通常是通过增加表面间的接触应力,来减少非接触面积。这些非接触面积形成微小孔隙,连通的孔隙又形成蜿蜒曲折的泄漏通道,界面泄漏就发生了。目前针对接触界面的泄漏研究多采用简化的手段,不能够准确地表征接触界面的特性。本文首先介绍了粗糙表面接触问题的研究背景,详细介绍了国内外在粗糙表面的分形数值模拟、破前漏（leak before break,LBB）过程中的裂纹泄漏、接触界面泄漏与接触热阻等相关领域的研究进展,并在此基础上提出了本文的研究内容。其次基于二维W-M函数模拟了分形粗糙表面的轮廓,然后扩展至三维W-M函数,通过调整分形维数和特征尺度系数模拟生成了具有不同形貌特征的各向同性的三维分形数值粗糙表面,并对其界面微孔结构进行了分析。然后将分形几何引入LBB过程中得到了裂缝微通道壁面粗糙元的有效分形高度,并利用热力学能量守恒方程得到压力容器中气体介质通过裂缝微通道的泄漏率与容器内气体状态与裂缝几何形状之间的关系,... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?实际接触的两表面的剖面截图??

表面粗糙凹凸分布呈现出特殊的非稳态随机过程，但是轮廓曲线表现出的越来越精细的??局部和整体具有某些自相似性，也就是说，不管从何种尺度看去轮廓曲线都有着更小尺??度上的精细结构，有着不受测量尺度影响的分形特性。如图１．２所示。这种自相似性和??无标度性可用分形几何来表述。１９８６年，Ｔｈｏｍａｓ？指出工程粗糙表面具有无序性、自相??２??

这对于准确描述裂纹的几何形态是一个巨大挑战，特别对于较低压力下的气体层流流动，??粗糙壁面的影响不容忽视。??ＮａｒａｂａｙａＳｈｉ等［２Ｃ）］将实际的管壁贯穿裂纹简化为如图１．３?（ａ）和（ｂ）所示的两种形??６??

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]线接触粗糙表面的分形模拟与接触特性研究[D]. 冯兰兰.浙江大学 2015



本文编号：3448713