斯特林发动机活塞杆盖封密封件延寿设计研究
发布时间：2021-08-23 09:27
活塞杆密封性能及寿命直接决定了斯特林发动机的使用效率及功率。盖封密封件是斯特林发动机活塞杆密封装置的重要组成部分,其在满足服役工况所提出的高压、高速、高温及无油润滑等条件的同时,需要实现低摩擦功耗及长使用寿命,故密封件的材料选择及结构设计尤为重要。目前盖封密封件存在性能低、寿命短的问题,严重影响了斯特林发动机的可靠性、极限性及稳定性。开展盖封密封件的延寿设计,对斯特林发动机的应用及发展有重要意义。本文以延长斯特林发动机活塞杆盖封密封件服役寿命为目标,按照层层递进关系,采用理论分析和试验研究相结合的方法,首先研制耐磨自润滑密封件材料;在此基础上,研究密封服役工况对材料摩擦磨损特性的影响规律,建立材料摩擦磨损模型;依据所得参数及模型,提出多场耦合下密封动态数值模拟方法,研究密封件在不同工况下的寿命变化规律;基于建立的模拟方法,研究结构参数对密封件性能及寿命的影响规律,进行结构参数多目标优化设计;最后对所得研究结论进行试验验证。本文主要内容及研究成果如下:（1）从原理上分析了盖封密封件的主要失效形式包括过量磨损现象、热堆积失效及形变与破坏。研制了PPS、纳米氧化铝、纳米氧化锆及纳米碳化锆改性...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
碟式斯特林太阳能光热发电系统
图 2.3 WDW-200 型万能材料试验机 图 2.4 拉伸试样尺寸图2.4.2.3 导热试验利用 LFA-447 Nano flash 型激光热导仪（NETZSCH，Germany）测试复合材料热扩散率及比热容，如图 2.5 所示。测试试样尺寸为 12mm 2mm，测试前喷黑处理，升温速率为 5℃/min，测试温度为 25℃，测试重复 9 次，取平均值。导热系数按公式（2.3）计算： ts ts ts ts = c (2.3)式中：ts 为试样导热系数；ts 为试样热扩散率；tsc 为试样比热容；ts 为试样密度。
图 2.3 WDW-200 型万能材料试验机 图 2.4 拉伸试样尺寸图2.4.2.3 导热试验利用 LFA-447 Nano flash 型激光热导仪（NETZSCH，Germany）测试复合材料热扩散率及比热容，如图 2.5 所示。测试试样尺寸为 12mm 2mm，测试前喷黑处理，升温速率为 5℃/min，测试温度为 25℃，测试重复 9 次，取平均值。导热系数按公式（2.3）计算： ts ts ts ts = c (2.3)式中：ts 为试样导热系数；ts 为试样热扩散率；tsc 为试样比热容；ts 为试样密度。图 2.5 LFA-447 Nano flash 型激光热导仪2.4.2.4 热膨胀试验利用 ZRPY-300 型热膨胀仪（湘潭湘仪仪器有限公司）测试复合材料热膨胀系数，如图 2.6 所示。测试试样尺寸为 12mm 30mm
【参考文献】：
期刊论文
[1]填料密封预紧应力与磨损量和泄漏量的映射模型[J]. 周杰,曹清媛,王时龙,易力力. 重庆大学学报. 2019(05)
[2]梅花形密封圈密封性能的有限元分析[J]. 史蕾蕾,鲁力群,唐玉龙,尹永芳. 广西大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]齿形滑环组合密封的摩擦力矩计算[J]. 陈家旺,郦炳杰,杨俊毅,郑旻辉. 海洋工程. 2018(01)
[4]进化高维多目标优化算法研究综述[J]. 刘建昌,李飞,王洪海,李田军. 控制与决策. 2018(05)
[5]飞机舵机组合O形密封件密封性能与摩擦热效应的数值分析[J]. 陈勇,刘晓明,黎泽金. 润滑与密封. 2017(10)
[6]基于软弹流润滑模型的液压格莱圈密封性能分析[J]. 王冰清,彭旭东,孟祥铠. 摩擦学学报. 2018(01)
[7]C形滑环式组合密封的密封性能[J]. 刘清友,杨亚强,朱海燕,郑威,刘威. 润滑与密封. 2017(08)
[8]基于ISIGHT平台的斯特封密封结构优化设计[J]. 杜晓琼,陈国海,闫晓亮,赵永亮. 液压与气动. 2017(08)
[9]我国太阳能热发电产业现状与展望[J]. 杨圣春,项棵林,杨帆. 中外能源. 2017(06)
[10]自由活塞式斯特林发动机的性能优化[J]. 唐硕捷,黄护林,张银. 太阳能学报. 2017(04)
博士论文
[1]重载汽车动力学性能与多目标优化研究[D]. 张景梅.北京交通大学 2018
[2]基于太赫兹时域光谱的煤粉点燃敏感性参数分析及评价方法[D]. 梁良.中国矿业大学 2018
[3]液压支架蕾形复合密封圈接触应力研究[D]. 王刚.中国矿业大学(北京) 2018
[4]斯特林发动机活塞杆Leningrader密封性能相关问题研究[D]. 杨东亚.兰州理工大学 2013
硕士论文
[1]液压往复密封失效模式分析及监测方法研究[D]. 周传丽.武汉理工大学 2015
本文编号：3357610
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
碟式斯特林太阳能光热发电系统
图 2.3 WDW-200 型万能材料试验机 图 2.4 拉伸试样尺寸图2.4.2.3 导热试验利用 LFA-447 Nano flash 型激光热导仪（NETZSCH，Germany）测试复合材料热扩散率及比热容，如图 2.5 所示。测试试样尺寸为 12mm 2mm，测试前喷黑处理，升温速率为 5℃/min，测试温度为 25℃，测试重复 9 次，取平均值。导热系数按公式（2.3）计算： ts ts ts ts = c (2.3)式中：ts 为试样导热系数；ts 为试样热扩散率；tsc 为试样比热容；ts 为试样密度。
图 2.3 WDW-200 型万能材料试验机 图 2.4 拉伸试样尺寸图2.4.2.3 导热试验利用 LFA-447 Nano flash 型激光热导仪（NETZSCH，Germany）测试复合材料热扩散率及比热容，如图 2.5 所示。测试试样尺寸为 12mm 2mm，测试前喷黑处理，升温速率为 5℃/min，测试温度为 25℃，测试重复 9 次，取平均值。导热系数按公式（2.3）计算： ts ts ts ts = c (2.3)式中：ts 为试样导热系数；ts 为试样热扩散率；tsc 为试样比热容；ts 为试样密度。图 2.5 LFA-447 Nano flash 型激光热导仪2.4.2.4 热膨胀试验利用 ZRPY-300 型热膨胀仪（湘潭湘仪仪器有限公司）测试复合材料热膨胀系数，如图 2.6 所示。测试试样尺寸为 12mm 30mm
【参考文献】：
期刊论文
[1]填料密封预紧应力与磨损量和泄漏量的映射模型[J]. 周杰,曹清媛,王时龙,易力力. 重庆大学学报. 2019(05)
[2]梅花形密封圈密封性能的有限元分析[J]. 史蕾蕾,鲁力群,唐玉龙,尹永芳. 广西大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]齿形滑环组合密封的摩擦力矩计算[J]. 陈家旺,郦炳杰,杨俊毅,郑旻辉. 海洋工程. 2018(01)
[4]进化高维多目标优化算法研究综述[J]. 刘建昌,李飞,王洪海,李田军. 控制与决策. 2018(05)
[5]飞机舵机组合O形密封件密封性能与摩擦热效应的数值分析[J]. 陈勇,刘晓明,黎泽金. 润滑与密封. 2017(10)
[6]基于软弹流润滑模型的液压格莱圈密封性能分析[J]. 王冰清,彭旭东,孟祥铠. 摩擦学学报. 2018(01)
[7]C形滑环式组合密封的密封性能[J]. 刘清友,杨亚强,朱海燕,郑威,刘威. 润滑与密封. 2017(08)
[8]基于ISIGHT平台的斯特封密封结构优化设计[J]. 杜晓琼,陈国海,闫晓亮,赵永亮. 液压与气动. 2017(08)
[9]我国太阳能热发电产业现状与展望[J]. 杨圣春,项棵林,杨帆. 中外能源. 2017(06)
[10]自由活塞式斯特林发动机的性能优化[J]. 唐硕捷,黄护林,张银. 太阳能学报. 2017(04)
博士论文
[1]重载汽车动力学性能与多目标优化研究[D]. 张景梅.北京交通大学 2018
[2]基于太赫兹时域光谱的煤粉点燃敏感性参数分析及评价方法[D]. 梁良.中国矿业大学 2018
[3]液压支架蕾形复合密封圈接触应力研究[D]. 王刚.中国矿业大学(北京) 2018
[4]斯特林发动机活塞杆Leningrader密封性能相关问题研究[D]. 杨东亚.兰州理工大学 2013
硕士论文
[1]液压往复密封失效模式分析及监测方法研究[D]. 周传丽.武汉理工大学 2015
本文编号：3357610
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