为了研究工作压力下典型法兰结构螺栓力和密封件接触力的变化关系,首先对密封件、法兰及连接螺栓进行预紧状态及工作状态的受力分析,并在轴向及转动方向对法兰建立力与力矩的平衡方程,通过对平衡方程组的理论推导得到螺栓力增量随工作压力增量的变化关系。其次,建立法兰密封有限元模型,并进行工作压力作用下的仿真计算,结果表示法兰的力学分析准确合理,有效验证了理论公式的推导及其正确性。最后,在推导出的理论公式基础上,准确获得了工作过程中螺栓力、密封件接触力与密封件内半径R、螺栓与密封件距离L、密封件压缩/拉伸刚度K之间的关系,为法兰密封的设计及结构优化提供参考。

液体火箭发动机涡轮泵中,环形小间隙密封引入的刚度、阻尼系数会随转子运行转速发生变化,体现为弱耦合效应,进而对转子系统的动力学特性产生影响。为获得密封耦合效应对涡轮泵转子系统动力学特性的影响,基于有限单元法及矩阵运算方法推导了转子—密封耦合系统动力学方程,提出了考虑密封动力学系数随涡轮泵运行工况变化的耦合计算方法,获得了密封耦合效应对转子系统临界转速以及不平衡响应的影响。结果表明:考虑密封后,转子系统前两阶临界转速显著增大,其中二阶转速增大幅度更为显著;随着涡轮端支承刚度的增加,密封对一阶转速的影响增强,一阶转速增大幅度由8.13增加到37.42;密封阻尼的引入使得转子系统各关键部件不平衡响应显著降低,降低幅度达到50以上。

针对切纸机压纸机构液压系统的单作用快速增压油缸存在的结构复杂、制造精度要求高、成本高等问题,设计出一种低成本的新型增速增压油缸。