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艉轴密封装置设计研究台架试验
发布时间:2013/10/5
艉轴密封装置设计研究台架试验
    艉轴密封装置在生产前期需要经过无数次的实验,无论是外形的设计还是功能的设计方面,都需要进行各种环境下实验尝试,只有这样才能进行大批量的生产合格的产品。
    1.研究了液膜压力和端面受力变形规律。根据简化的雷诺方程,推导了三种端面间隙间的液膜压力分布,应用自编的程序实现了端面各节点的液膜压力的精确加载,并以最小液膜厚度和液膜压力相对误差为收敛条件进行密封受力变形的迭代分析。结果表明,密封端而在力和力矩作用下产生变形,形成接触闭合区和锥形开口区,并在接触区有应力集中;
    2.建立了密封热-结构耦合分析的数学模型,进行了密封温度场数值计算,给出了端面摩擦热、混合摩擦状态下的摩擦系数和新的对流换热系数的计算表达式;采用整体与隔离分析方法完成了端面总体热量分配及端面径向热量分配的迭代数值求解。研究结果表明:动环外侧的温升较静环低;端面总热量分配系数与密封材料的特性及密封工况有关,动环端面分配总热量较静环多;密封端面径向热量分配系数与半径位置、密封环导热系数有关;
    3.研究了稳态热-结构耦合作用下的端面特性,给出了耦合节点温度自由度法和接触导热系数法两种耦合场计算方法,并通过示例计算说明二者的等效性。提出了四个计算收敛准则,并根据收敛准则和边界条件完成了密封稳态热—结构数值计算。结果表明:在热力作用下,密封端面液膜分布、接触压力及温升等特征呈强耦合特性关系,在接触区域内出现高温、高应力和高接触压力。
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