为了改善轴向柱塞泵滑靴副的耐磨损性能,建立了滑靴与斜盘摩擦副的瞬态热结构耦合模型,分析压力冲击条件下滑靴的表面温度、应力以及变形的变化规律.研究结果表明：某型轴向柱塞泵中滑靴温度随柱塞腔压力呈周期性变化,滑靴温度范围为45.5~49.8℃,且滑靴的最高温度出现在泵的吸排油过渡区.当滑靴处于泵的排油区时,滑靴的最大轴向应力为250MPa,集中在滑靴油腔与密封带之间的边缘区域.滑靴的轴向应力分层显著,引起滑靴的变形分化,其变形量为12.5~15μm,出现在滑靴的边缘.由于滑靴的输入热流密度增强磨粒的剪切力,加剧滑靴表面的微切削和挤压变形,导致滑靴表面出现条状剥落和凹坑磨损,呈现出黏着和磨粒磨损特征.

机械密封广泛用于石化装置旋转设备的轴封,本文对某石化装置中可选的两种密封方案进行对比研究。概述了53B冲洗系统湿密封和74冲洗系统干气密封的特点及适用范围。从操作维护便利性、环境友好性、使用寿命、能耗及造价等方面,对比了某石化装置中两种冲洗方案的使用情况。基于有限元分析软件ANSYS Workbench,充分考虑了动静环对流传热、密封面的黏性剪切热和搅拌热,建立了两种冲洗方案动静环的数值分析模型。稳态热分析得到其温度场,对比两种冲洗方案密封面的温度分布情况;在热分析的基础上,对密封面进行热结构耦合分析,对比密封环的变形。

综合考虑摩擦片与工作介质油的对流换热作用,建立摩擦副混合摩擦阶段热结构耦合物理模型,采用有限元法对带有径向槽的摩擦片在混合摩擦过程中的温度场和应力场进行计算和分析。在相同工况下对比分析摩擦片表面沟槽的宽度和深度对摩擦片温度场的影响和应力场分布,研究发现摩擦片沟槽区的温度远低于摩擦接触区,接触区域的中心形成温度较高的热斑,摩擦片温度随着沟槽宽度的增加而降低,随着沟槽的深度增加先降低后增加。研究结果对液黏离合器运行过程中摩擦副温度场和应力场的预估及摩擦副的设计具有理论和工程指导价值。

结合湿式多片离合器实际结构和工作条件,运用Abaqus建立湿式离合器有限元分析模型,采用热结构直接耦合法对湿式离合器工作过程中摩擦副的Mises应力场进行了分析,研究了湿式离合器活塞的不同加压方式对摩擦副Mises应力场分布的影响规律。研究结果表明,加压方式对对偶钢片的最大应力分布和应力轴向传递速度具有重要影响,均匀加压方式下的高应力区带宽及应力沿轴向的传递速度均大于局部加压方式;局部加压方式的对偶钢片最大应力及径向应力梯度均大于均匀加压方式。

结合湿式多片离合器实际结构和工作条件,运用Abaqus软件建立湿式离合器有限元分析模型,采用热结构直接耦合法对湿式离合器工作过程中摩擦副的温度场进行分析,研究了湿式离合器活塞的不同加压方式对摩擦副温度场的影响规律。研究结果表明,加压方式对对偶钢片的温度场具有重要影响,尤其是,对直接受活塞作用的对偶钢片影响最为明显;局部加压方式下各时刻最高温度均大于均匀加压方式下各时刻最高温度,且局部加压方式最高温度出现时刻较早;局部加压方式下对偶钢片表面高温带宽更窄,径向温度梯度更大。