引入点焊密封胶可在保持力学性能的前提下赋予电阻点焊结构良好的密封性,在轨道交通车辆车体制造中具有较大的应用潜力,然而电弧焊坪修过程对胶焊结构密封性能的影响未知,相关研究的缺失制约了点焊密封胶的应用。文中基于生产实际设计样件和试验流程探究长距离电弧焊接和局部电弧塞焊对胶层烧损、常规和加速老化条件下样件密封性能的影响规律,旨在为胶焊工艺的应用提供理论与技术支撑,推进点焊密封胶的规模应用。

为有效解决高瓦斯松软煤层瓦斯抽采钻孔密封段易塌孔问题,研制了一种以普通硅酸盐水泥为基料,掺入膨胀剂、早强剂等辅料的钻孔防塌支护材料。首先采用单因素试验法考察防塌支护材料中铝粉及CaO掺量、硫酸钠掺量、水料比对材料抗压强度的影响,再以此为基础,根据中心组合(Box-Benhnken)试验设计法,选取铝粉及CaO掺量、硫酸钠掺量、水料比三因素,以抗压强度为响应值设计三因素三水平试验方案进行响应曲面法分析,利用Design-Expert软件优化得到各添加剂掺量间的最优组合,最终确定铝粉及CaO掺量0.54%、硫酸钠掺量4%、水料比0.70为最佳配比参数。同时在潞安集团余吾煤业3#煤层N1103工作面进行现场验证,解决了钻孔密封段易塌孔问题,经测试单孔瓦斯初始体积分数约为80.705%,较普通钻孔提高约30%,历时60 d单孔瓦斯体积分数仍保持在43.89%,较普通钻孔提高约25%,...

以深海逃逸舱O形密封圈为研究对象,采用ABAQUS软件建立2维轴对称有限元模型,针对O形圈的安装预压缩、单侧海水施压和双侧海水施压3种工况开展密封性能及力学特性研究,并以O形圈截面直径、压缩率和海水环境压力为变量因素分析其对O形圈密封性能和力学特性的影响。结果表明所选O形圈在特定变量范围内的密封性能良好,不发生失效现象;O形圈安装预紧力随其截面直径、压缩率的增大而显著增大;逃逸舱解脱过程中,O形圈对其产生的作用合力表现为对对接法兰面的顶推力,该顶推力有利于逃逸舱解脱,且其大小随O形圈直径和压缩率的增大而增大。研究结论可为逃逸舱连接及解脱装置的设计提供参考依据。

为研究MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响,以油管悬挂器MEC非金属密封为研究对象,在分析密封圈的结构与原理的基础上,考虑工作压力、安装方式和密封圈内、外过盈量的情况下,基于刚柔接触模型,建立MEC密封有限元仿真计算模型;利用单因素敏感性分析方法,研究密封圈各结构参数对密封性能和结构强度的影响。结果表明:MEC密封工作时,整体最大应力出现在金属端帽压弯根部,弹性体的最大应力出现在内侧接触部位;弹性体的最大接触应力分布呈现中部向两端逐渐减小的规律,并且变化近似对称;MEC密封的橡胶内侧长度、圆弧半径和金属端帽厚度对强度影响较大,随着内侧长度增大,最大等效应力减小,随着圆弧半径、金属端帽厚度增大,等效应力呈增大趋势;MEC密封的接触面倾斜角度、弹性体圆弧半径对弹性体接触应力有较大影响,随着金属端帽接触面倾...

针对柔性钻杆球面密封存在O形圈密封困难的问题,设计了一种适用于该钻杆的球面密封结构,并利用有限元软件建立了该密封结构的三维有限元模型,分析了不同工况下异形密封圈最大Von Mises应力的变化关系,以及密封面接触应力与平均接触应力对球面密封的影响规律。研究结果表明:随着压缩率、密封面宽度以及内外压差的增大,密封圈最大Von Mises应力出现在其内部靠外压一侧,呈逐渐增大的趋势,且均小于材料屈服强度;密封面接触应力呈先减小后增大的变化趋势,且密封面平均接触应力与两端接触应力均大于被密封流体压力,实现了良好的密封效果。所得结果可为柔性钻杆球面密封结构设计提供一定的科学依据。

采用有限单元法求解了层流、等温条件下干气密封端面膜压的控制方程——雷诺方程,对比分析了普通螺旋槽（S-DGS）、带内环槽的螺旋槽（AS-DGS）和雁形螺旋槽（GS-DGS）3种典型型槽干气密封的端面气膜压力分布以及开启力、泄漏量、气膜刚度和刚漏比等密封性能参数的增量比。结果表明,GS-DGS具有高的稳定性和好的密封性能,更适用于低速低压或高速高压场合。研究结果为上述3种典型螺旋槽干气密封的实际使用提供了理论依据。

LaserFace液体润滑端面密封（LF-MS）能提供全膜润滑,密封寿命得到延长,可以应用于几乎所有清洁液体介质润滑的场合,特别适用于易汽化介质等苛刻工况。针对LF-MS,采用混合接触理论,建立了其二维数学分析模型,通过液膜压力分布和液膜速度场的分析揭示了LF-MS的工作机理,对比分析了等深和变深动压槽LF-MS、普通平面端面密封及含矩形引流槽端面密封等4种不同端面结构机械密封的性能。结果表明：LF-MS具有端面动压效应好、摩擦系数低及液膜刚度高的优点,综合性能明显优于普通端面密封和含矩形引流槽端面密封,且与等深动压槽相比变深动压槽对提高LF-MS的密封性能作用明显。

采用商业有限元软件建立了核主冷泵用流体静压型机械密封动、静环组件的非线性二维轴对称有限元模型,通过对接触状态的分析给出了合理的动、静环简化边界约束条件,基于此建立了热弹耦合数值模型,对雷诺方程、能量方程、热传导方程进行耦合求解,证明了所建立模型的正确性,并对静环端面尺寸参数进行了优化设计。为保证良好的稳态密封性能,计算结果推荐静环端面的锥角在300～350μrad范围内选择,台阶半径Rm在0.120～0.125m范围内取值。

产品开发阶段,采用有限元分析软件ANSYS对离心泵泵体进行进分析和优化设计,可有效缩短研发周期、提高设计的可靠性.文中完成了某水平中开式离心泵在极限水压条件下的仿真,并考虑了壳体中分面接触问题、法兰面接触问题以及螺栓预紧力对结构强度的影响,采用有限元法对壳体和螺栓进行了刚强度计算,并对中分面的密封性能及壳体的可靠性进行了评估分析.通过实际工程验证文中的方法不仅有助于减少水压试验的工作量,而且可为优化泵体结构设计、合理选择法兰和螺栓奠定技术基础.

以小型水下航行器艉轴用机械密封为研究对象，提出了抛物线型流体静压型机械端面密封（PHS-MS）二维轴对称模型；兼顾流体粘度随压力和温度的变化，采用有限差分法对Reynolds方程、能量方程、热传导方程及其他控制方程组成的耦合数学模型进行了数值计算；在相同的几何与环境参数下，通过PHS-Ms与传统锥形（锥角卢）流体静压型机械端面密封（CHS-MS）密封性能对比，表明在同等开启力下，PHS-MS泄漏量更小，提高了小型水下航行器运行的安全性及航程；研究了几何参数对PHS-MS密封性能的影响规律，获得了最优几何参数。