脆性材料压缩破坏过程是一个较为复杂的过程,在应力达到最大值时并不发生断裂,而在经历一个较长的非线性过程后伴随着应力下降以及较大的塑性变形而发生突然的断裂.这种过程对某些大尺度物理现象的机理的认识,特别是对地震爆发过程的认识,有一定的启发.从统计的角度认识这一过程,做了大量的实验,初步的统计结果验证了带扭转损伤的铸铁材料的压缩断裂强度服从三参数的Weibull分布,并对参数作了估计.

在直通型迷宫密封的基础上对静子边界进行改进,设计矩形凹槽、前置矩形凸起、后置矩形凸起3种矩形结构迷宫密封结构,采用CFD三维分析的方法,研究各迷宫密封在不同压比、转速下的泄漏特性,并分析流场内部轴向压降、速度场、湍动能耗散率及流线等情况,探讨密封的流动机制。研究结果表明:压比对迷宫密封封严性能的影响很大,随着压比的增加,迷宫密封的泄漏量逐渐增大,而转速对迷宫密封封严性能的影响很小;矩形凸起结构具有更低的泄漏量,且其泄漏量随压比的变化更不敏感,能在更宽域的压比范围内稳定的工作,其中前置矩形凸起型结构具有最优的密封效果。在静子上设置矩形结构能破坏气体流动的边界,强化湍流效果,增加湍动能耗散,从而有效降低泄漏量。

利用流体动力学计算软件Fluent,应用RNG k-ε模型和SIMPLE算法,研究了迷宫密封内部的三维流场。对比分析了有圆形凹槽和无凹槽两种结构迷宫密封内部的流场情况,并对齿尖的左侧、右侧、双侧进行切角改变齿形结构,研究其泄漏特性。研究结果表明:有圆形凹槽结构的迷宫密封的泄漏量小于不含凹槽结构的泄漏量;对齿尖进行右侧75°切角时能使气体能量快速耗散,有利于减小迷宫密封的泄漏量。