针对不规则平面边界约束喷涂的涂膜均匀性优化问题,提出基于膜厚精度要求的边界约束喷涂涂层均匀性调控方法。基于考虑喷枪喷涂高度和倾角为变量的静态喷涂模型,采用积分法建立喷枪沿圆弧轨迹动态喷涂的涂膜厚度分布模型,并进一步建立相邻两圆弧喷涂轨迹间涂层均匀性的优化模型;通过对不同曲率半径搭配喷涂轨迹间的涂层均匀性进行优化求解,获得相邻轨迹曲率半径搭配对膜厚误差的影响规律,并进一步给出满足膜厚精度要求的喷涂轨迹曲率半径调控与生成算法,实现涂层均匀性的调控。最后以某种不规则平面工件喷涂为例,通过实验验证所提方法的有效性和可行性。结果表明与边界约束喷涂调控前相比,所提方法的膜厚标准差提升了13.5%,可适应膜厚精度要求;且与无边界约束的喷涂方法相比,喷涂时间减少了32.0%。

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。