为研究水下井口头系统密封总成与套管悬挂器外壁接触应力的变化规律,以密封体内凸缘为研究对象,在密封机理分析的基础上,建立了密封总成安装力学模型,分析了驱动套筒位移载荷、环槽宽度和过盈量对接触应力的影响规律。分析结果表明在内凸缘半径一定时,内凸缘与套管悬挂器外壁的接触应力与挤压力有关,驱动套筒位移载荷、环槽宽度和过盈量都会对挤压力产生影响,通过调整三者参数的大小,内凸缘接触应力也会随之发生变化;在环槽宽度为定值的条件下,内凸缘与套管悬挂器外壁的接触应力随着位移载荷的增大而增大;位移载荷在10~22 mm时,接触应力随着过盈量的增大而逐渐增大;在过盈量为定值的条件下,内凸缘与套管悬挂器外壁的接触应力随位移载荷的增大而增大,但增幅逐渐减小。所得结果可为水下井口头系统密封总成的结构设计与研究提供理...

针对超深油气井中对密封性能的严格要求,基于特殊螺纹密封机理,设计一种由锥面对锥面和柱面对球面组成的双主密封特殊螺纹接头结构。采用数值模拟方法分析接头在拉伸、压缩、拉伸和内压、拉伸和内外压4种工况下,双主密封面接触应力、接触长度的变化情况,并对螺纹接头在极限载荷下的密封性能进行研究,得到接头密封能力随不同载荷的变化规律。最后对接头试样进行全尺寸试验,结果表明该双主密封特殊螺纹接头的密封性能满足使用要求。

智能井的井下流量控制阀中的金属密封对于其可靠性具有重要的影响。针对具有圆度误差的金属密封和滑套的密封副(以下简称为金属密封副),利用ABAQUS研究了介质压力和初始过盈量对其接触应力的影响。研究发现①当金属密封副的2个椭圆截面长轴正交或重合时,接触应力沿接触环面分别呈“W”型或“M”型曲线分布。2种曲线上波峰和波谷处的接触应力的最值与密封面上的平均接触应力均随着介质压力、初始过盈量和滑套圆度误差的增加而增加;②当金属密封副的2个椭圆长轴夹角θ为15~75°时,接触应力分布曲线的波峰和波谷的最值和密封面上的平均接触应力先减小后增加,且与θ的关系曲线均关于θ=45°线近似对称。

为研究三轴可燃冰试验机轴向加载杆用X形密封圈在工作时的密封性能,利用ABAQUS软件建立X形密封圈结构的二维轴对称模型,讨论了静密封中的介质压力、压缩量、摩擦系数以及特定试验工况下往复动密封对X形密封圈密封性能%0X0028%应力%0X0029%的影响。研究结果表明,在高介质压力下,加装挡圈可以明显改善密封圈应力集中现象;在各影响因素下,X形密封圈的接触应力均能满足密封要求,并且剪切应力均小于橡胶材料的剪切强度,不会造成X形密封圈的撕裂破坏;因为摩擦系数的增加使X形密封圈摩擦应力增加,容易造成X形密封圈的磨损失效,所以摩擦系数的选择不宜过大。在动密封分析中,X形密封圈满足密封要求,卸载过程中各应力值大于加载过程中的各应力值,使三轴可燃冰试验机可以在良好的密封状态下进行试验。

密封圈是液压系统重要零件,活塞杆相对缸筒运动时可有效防止漏油。本文基于弹性理论并结合有限元软件对密封圈等效应力与表面接触应力进行分析。得出预压时密封圈最大等效应力与表面接触应力均出现在其上部与缸筒接触位置;缸筒与活塞杆相对运动后,密封圈与活塞杆左侧接触位置等效应力与接触应力差值最大;等效应力与接触应力随摩擦系数增大而增大。

对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)密封结构中螺栓预紧力及分布间距对橡胶密封性能的影响进行有限元分析。结果表明螺距对称中心截面接触应力最小,靠近螺栓位置接触应力较大,并出现峰值;在螺距一定的情况下,螺栓预紧力达到一定值后,接触应力趋于稳定;在同一预紧力下,螺栓数量增加,螺距减小,接触应力增大。工程中要合理设置IGBT密封结构的螺距来保证橡胶密封性能。

针对纯水系统平面O形密封存在的失效问题,从平面密封结构出发,研究了影响密封间隙大小的主要因素,给出了介质压力和螺栓预紧力与结合面间隙的关系,并以某纯水支架卸载式三通块的平面密封为例,基于ABAQUS建立了平面O形密封的有限元仿真模型,分析了密封间隙和介质压力对密封主应力、接触应力及剪切应力等密封性能的影响规律。仿真结果表明当平面O形密封的螺栓负载力大于预紧力时,将会在结合面产生间隙,且间隙随预紧力和工作压力的增大而变大;平面O形密封的等效主应力、上下接触应力随结合面间隙的增大而减小;密封间隙处的剪切应力大于材料的抗剪强度是出现间隙咬伤的主要原因,且间隙越大极限挤出压力越小,密封越容易被挤出而损坏。

强化研磨能在轴承表面产生残余应力，为了研究此残余应力对轴承滚珠滚道接触应力及对轴承裂纹扩展速度的影响，首先从理论上分析了滚珠滚道的接触应力，再利用有限元分析软件分析了残余应力对轴承滚珠滚道接触应力的影响。结果表明：有残余应力和没有残余应力相比的内外套圈接触应力，接触应力增加或减少的量均不超过7.3%，这说明周向（切向）的残余应力对轴承滚道接触应力的影响较小，而轴向的残余应力对滚道接触应力的影响亦如此。最后利用FRANC3D分析了残余应力对裂纹扩展速度的影响，结果表明：残余拉应力增加了裂纹前缘的SIF，残余压应力减少了裂纹前缘的SIF。

利用非线性有限元软件MARC对某力反馈电液伺服阀阀套组件装配应力进行有限元仿真计算,采用动态和静态两种有限元接触分析方法,分别模拟过盈装配的压力压装和温差组装两种组装方法。分析了压装过程中阀套装配应力随时间变化过程,配合过盈量、回油阻尼孔件最终安装位置对接触应力的影响,以及阀套受装配应力影响最大的3个部位。结果对减小阀套应力变形、改进加工和装配工艺具有参考意义。

径向液压泵的柱塞副在工作过程中做复合运动，即柱塞沿缸孔做往复直线运动，同时柱塞绕转子转动，因而受到附加科氏惯性力的影响。考虑摩擦力、惯性力等综合因素，对柱塞副的受力情况进行建模。分析了柱塞长度、滚子半径等参数的变化对柱塞所受的正压力、应变、摩擦力、压力角的影响。计算结果表明高压时柱塞副受力急剧增大。得出了在柱塞副上设置复合垫圈、增大柱塞长度、增大滚子半径有助于减小接触应力等的结论。