机械密封用S型焊接金属波纹管组的刚度试验与理论模拟分析

发布时间：2017-05-12 20:24

  本文关键词：机械密封用S型焊接金属波纹管组的刚度试验与理论模拟分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机械密封用双层S型焊接金属波纹管是现阶段先进的一种密封部件，在机械密封领域的使用随着波纹管相关技术的不断发展而它的应用越来越广泛，它替代了弹簧和辅助密封圈，解决了高温下辅助密封的问题[1]。在机械、航空航天、化工、石油炼化、仪表工业、核设施等都具有至关重要的地位。波纹管作为一种具有许多同心环状波形褶皱的薄壁管状物，使用在机械密封领域，可以补偿安装错位问题，可以适应高温高热的实际工作环境，但是疲劳寿命的计算以及泄油量的控制一直未得到有效解决。本课题中用来试验测试的是S型双层焊接金属波纹管，是基于仿生拓扑优化方法IBone对V型波纹管进行结构优化后的产物[2]。 随着机械密封技术的不断发展，对于关键部件波纹管的研究也是很有必要的，而研究波纹管的相关性能，首先必须从波纹管的刚度研究入手。针对合作单位新疆乌苏北方新科有限公司的波纹管试件组，包括DN35系列，DN55系列和DN100系列。而每个系列组又分别从2波，，4波，6波…24波，共12个波纹管组成，总计36个试件构成了一个波纹管试件组做了轴向刚度试验。为后期的实验研究打下殷实的试验基础。 分别在刚度测试仪上对新疆乌苏北方新科有限公司提供的不同管径的S型双层焊接金属波纹管（即DN100系列，DN55系列，DN35系列），共三个系列36个试件进行了刚度试验，得出了负载位移曲线，进而计算出每个波纹管的刚度。 其次,在ANSYS软件下的workbench中对所有波纹管试件进行建模，然后网格化，进而模拟边界条件，模拟计算出所有波纹管试件的刚度值。 最后，对波纹管组的实验刚度值与ANSYS软件模拟计算值进行对比分析，得出结论: 1.对三个不同管径的波纹管系列组进行了轴向刚度的试验，得到了所有波纹管试件的刚度值以及相关规律。 2.对三个不同管径的波纹管系列组在AWE环境下做了数值模拟计算，得到了所有试件的理论模拟的刚度值以及相关规律。 3.将试验刚度值和数值模拟刚度值进行了对比分析，试验值和模拟值是接近的，证明试验结果是可靠的。
【关键词】：S型波纹管 机械密封 刚度 试验分析 模拟分析
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH136
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1 课题来源8
• 1.2 本课题的研究背景、目的和意义8-11
• 1.2.1 本课题的研究背景8-9
• 1.2.2 本课题的研究的目的和意义9-11
• 1.3 波纹管机械密封的发展概述11-12
• 1.4 机械密封用焊接金属波纹管的发展概述12-13
• 1.5 国内外的研究现状13-15
• 1.6 本课题组关于机械密封用焊接金属波纹管的研究成果总结15-17
• 1.7 目前存在的问题17-18
• 1.8 本课题研究的产品、内容、方法18-19
• 1.9 本章小结19-20
• 第二章 S 型金属焊接波纹管组的轴向刚度试验20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 概述20
• 2.3 试验内容20-25
• 2.4 结果分析25-32
• 2.5 试验结论32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 金属焊接波纹管组在 AWE 环境中的静力学分析34-44
• 3.1 引言34
• 3.2 ANSYS Workbench 简介34-36
• 3.3 波纹管组在 ANSYS Workbench 中的模拟分析36-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 ANSYS 模拟计算结果与试验结果对比分析44-48
• 4.1 引言44
• 4.2 试验数据和数值模拟计算对比44-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 总结48
• 5.2 展望48-50
• 参考文献50-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文53-54
• 致谢54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡剑英,罗二仓,吴张华,戴巍;焊接波纹管在热声机械中的应用[J];低温与超导;2004年03期

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本文编号：360803