高温合金薄壁波纹零件结构分析与成形试验研究

发布时间：2018-09-17 11:07

【摘要】：高温合金薄壁波纹形机械密封环应用于航空、航天的密封装置，能够大幅度增强结构的密封性能，提高燃料的利用率。随着航空、航天技术的发展，对密封环的密封性能提出了更高的要求，密封环的结构形式、尺寸精度、壁厚与壁厚均匀等面临新的挑战。 为了保证密封环具有足够的刚度并保持一定的弹性，且在高温下具有高的强度，必须对密封环的结构进行优化。本文采用有限元分析软件ANSYS10.0，分析了波纹形薄壁密封环结构参数（波高、波距、直径、壁厚等）对轴向刚度和固有振动频率的影响规律；波纹形薄壁密封环高温下工作时的温度场和热应力的影响因素及其变化规律；密封端面可能的接触状态对泄漏过程流场压力分布和速度分布的影响规律。为波纹形薄壁密封环结构参数选择提供了依据，随着波纹结构参数（波高、波距、直径、壁厚）的变化，并对结果进行了初步的优化，一般通过改变波高来增强密封环的性能，将波高控制在波纹半径的2.3～2.7倍时轴向刚度和固有振动频率较优，本文给出了一种优化的波纹结构参数：内径为20mm、壁厚为0.5mm、波高为1.7mm、波距为2.4mm、波纹节数为4节，波纹结构具有精细特征；该类型密封环在高温条件下的弹性范围内变形时所能承受的内压p最大为65MPa范围之内；改进密封端面接触状态可以有效控制泄漏量，，既提高密封性能，可以通过提高成形精度和合理选择波纹结构参数实现。 根据波纹形薄壁密封环的结构精细和薄壁特点，提出了聚氨酯橡胶动模成形方法，对优化设计的波纹形薄壁密封环进行聚氨酯成形试验，分析了工艺参数不同时对成形件尺寸精度、壁厚变化和形状等的影响。试验结果表明该成形方法具有可行性。
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【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG132.3;TH136

【参考文献】

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本文编号：2245664