通过分析深海热液采样阀PEEK阀芯的实际工作情况综合考虑几何尺寸、应力集中以及加载方式等因素的影响研究PEEK阀芯在峰值为70 MPa脉动工作压力下的疲劳寿命.运用传统名义应力法由PEEK材料的应力-疲劳寿命曲线求得PEEK阀芯在工作过程中的应力-疲劳寿命曲线结合疲劳损伤累积理论估算出阀芯的疲劳寿命.在实验中模拟取出样品过程对同一批次的多个阀芯进行疲劳寿命试验试验结果的一致性较好且与理论估算结果相吻合.PEEK阀芯在工作条件下的疲劳寿命为7个工作周期阀芯的疲劳断裂符合疲劳损伤累积理论.

为了简化加工工艺、减少制造成本,提出一种基于一体式导磁套的新型耐压湿式比例电磁铁结构,采用磁栅隔磁环结构代替传统的非导磁材料隔磁环结构.对此新型电磁铁和传统的非导磁材料隔磁环电磁铁分别进行磁场仿真和试验研究,结果表明在静态试验中,两者的工作区域分别为2.4mm和2.2mm,且其最大力输出分别为22N和15N;在动态试验中,两者具有相似的动态力输出响应特性.与传统隔磁环比例电磁铁相比,该新型比例电磁铁具有近似的静动态性能,可以广泛应用于电液比例控制阀.

为了维持深海采集的热液样品压力,提出了一种耐高压热液采样阀设计方案.针对阀芯在高压差下易发生塑性变形甚至断裂的问题,基于有限元模型仿真分析了不同结构的塑料阀芯应力分布,探讨了不同截面的应力变化情况.分析结果表明,O型圈沟槽尺寸和R2是影响阀芯应力分布的主要因素.实验研究了阀芯顶端的静态变形,阀芯变形的仿真结果与实验结果基本吻合,间接验证了应力分析的结果,表明使用优化结构阀芯的采样阀能够满足深海高压使用要求.

通过分析深海热液采样阀PEEK阀芯的实际工作情况,综合考虑几何尺寸、应力集中以及加载方式等因素的影响,研究PEEK阀芯在峰值为70MPa脉动工作压力下的疲劳寿命.运用传统名义应力法,由PEEK材料的应力-疲劳寿命曲线求得PEEK阀芯在工作过程中的应力-疲劳寿命曲线,结合疲劳损伤累积理论估算出阀芯的疲劳寿命.在实验中模拟取出样品过程,对同一批次的多个阀芯进行疲劳寿命试验,试验结果的一致性较好且与理论估算结果相吻合.PEEK阀芯在工作条件下的疲劳寿命为7个工作周期,阀芯的疲劳断裂符合疲劳损伤累积理论.