海洋管道中卡箍式快速连接器采用金属与金属的硬密封,然而有关快速连接器金属密封环密封性能的相关仿真和分析还不够完善。为此,基于弹塑性本构模型,利用ABAQUS软件建立了管道快速连接器的关键密封结构的二维轴对称有限元模型,分析了其密封建立过程,以及材料屈服强度和几何参数对金属密封环密封性能的影响。研究结果表明金属密封环的接触正压力随着载荷增加呈双线性增大,密封区域由线性密封过渡到面密封;金属密封环线密封比压随屈服强度提高而增加,当屈服强度达到一定值后,将不再对线密封比压产生显著影响;密封接触宽度随屈服强度增大而减小,应选择合适屈服强度的金属材料;线密封比压随着金属密封环厚度、角度差和间隙的增加而逐渐增大,其中间隙影响最大,密封环厚度的影响较小,调节安装间隙可使密封环达到良好的密封状态。研究结

为解决汽缸中分面局部汽密性薄弱问题,提出一种自紧式W形金属密封结构改善汽缸中分面局部汽密性的新方法。阐述自紧式W形密封的结构组成及改善汽缸局部汽密性工作机制。建立W形密封结构工作全过程有限元模型,分析工作全过程中W形密封结构的密封性能及压缩回弹性能,并研究各工作参数对接触压力、接触宽度的影响。结果表明,自紧式W形密封结构压缩-卸载后回弹率达到92.3%,具有优异回弹性能和重复使用性;高温承压后,接触区域最大接触应力及接触宽度均增大,具备良好的自紧特性;材料许可范围内,压缩量、工作压力增大,最大接触应力、接触宽度均增大,密封性能提高;温度升高,密封性能下降。W形密封结构可用于提高汽缸中分面汽密性薄弱区域密封性能。

自紧式V形金属密封在液体火箭发动机中有广泛应用,然而不同使用环境下的结构形式、几何参数、材料选用等变化繁多。基于工况和空间约束设计了一种V形金属密封结构,并基于ABAQUS平台,建立V形金属密封装配-承压-卸载-拆卸全工作过程有限元模型,研究工作全过程的密封特性和可控几何参数影响。结果表明:密封唇高温承压后屈服变形并持续增加属塑性变形,密封悬臂处塑性变形先增加后保持不变,具备良好自紧特性,拆卸分离后密封唇处无明显局部压痕、密封件回弹率为88.4%,可保证密封性能和重复使用性;回弹率随两悬臂间内张角α和悬臂内外侧张角β增加而增加,β对接触压强和回弹率影响大于α;通过几何参数优化,可进一步提高回弹率。

研制开发了一种径向自紧密封式不锈钢衬里复合管液压胀合成形装置.讨论了复合管液压胀合成形过程的原理,并采用弹塑性理论分析了其在胀合成形过程中内管及外管的应力应变状态.利用变形协调条件,得出了胀合压力pe与复合管内外管之间残余接触压力pr*的理论计算公式,并通过试验对公式进行了验证.结果表明该装置结构及其计算方法均可适于工程应用.

针对现有复合管制造中存在的问题,开发了一种径向自紧密封式双金属复合管液压胀合成形装置,介绍了该装置的工作原理及技术特点,阐述了复合管液压成形过程的原理,并采用弹塑性理论分析了其在液压成形过程中内管及外管的应力应变状态.利用变形协调条件,得出了成形压力与复合管内外管之间残余接触压力的理论计算公式,并通过实验对公式进行了验证.结果表明,该新技术性能可靠且可适于工程应用.