钻具连接螺纹接头强度和密封性能会对钻具的正常工作产生直接影响。为了保证油气开采顺利进行,有必要对钻具螺纹接头进行强度和密封性能分析。为此,以双台肩超高抗扭钻具连接螺纹为研究对象,考虑螺纹不对称性、螺旋升角以及主副台肩接触和螺纹齿面接触等因素,建立了包含进刀槽和退刀槽的钻具螺纹接头三维有限元模型。采用有限元分析方法开展了不同公差配合尺寸、不同载荷形式和不同材料下螺纹接头强度和密封性能分析。研究结果表明:由于间隙的存在,极限配合公差尺寸下螺纹应力比名义尺寸下螺纹应力大25%左右,且其副台肩密封失效;弯矩使螺纹应力和接触压力分布均呈现一侧增大一侧减小的现象,轴向载荷使螺纹应力大幅增大,最大增大了75%,同时主台肩密封失效;不同材料螺纹应力分布规律相同,在弹性模量减小1/2的条件下,螺纹应力以及...

针对高温、三维复合运动(往复+旋转)耦合作用下冲击螺杆钻具传动轴总成密封失效问题,设计氢化丁腈橡胶热老化试验,基于热老化试验数据建立热老化效应冲击螺杆钻具传动轴总成O形密封圈三维有限元模型,采用有限元方法研究流体压力、温度、摩擦因数和往复速度对传动轴总成O形密封圈静密封及动密封性能的影响。结果表明:静密封状态下高应力区位于O形密封圈右侧,高接触压力区位于O形密封圈内接触面、外接触面和侧面,最大von Mises应力和最大接触压力随着流体压力和温度的增大而增大,最大接触压力整体上随着摩擦因数的增大而减小;动密封状态下最大von Mises应力和最大接触压力在往复速度为0.4 m/s和摩擦因数为0.25出现异常规律,最大von Mises应力和最大接触压力随着流体压力和温度的增大而增大。由此建议密封圈在静密封和动密封状态,在往复速度小...

某国六天然气发动机在进行台架试验时,排气歧管废气再循环(EGR)取气管面处发生漏气现象,影响发动机工作稳定性和可靠性,无法满足工作要求。数值仿真分析发现,原设计方案EGR法兰面最小接触压力较小,无法满足排气歧管与EGR取气管在高温恶劣条件下的密封要求。通过将EGR取气管中置、优化EGR密封垫片结构及法兰面螺栓布置方式等措施,提出了2种结构优化方案,并进行了密封性能仿真分析及试验验证。仿真结果表明,方案二最小接触压力较原失效方案增加63.9%,且螺栓轴力一致性及接触面密封均匀性优于方案一。后续试验结果也表明,采用第二种优化方案,EGR取气管法兰面漏气问题得到有效解决。

针对密封圈存在因接触压力过小和温度过高产生的失效问题,利用有限元软件,建立带V型板弹簧的唇形密封三维轴对称有限元模型,分析水压与安装过盈量对唇形密封圈密封性能的影响。结果表明:唇口接触宽度、最大接触压力和唇口温度都随安装过盈量的增大而增大,在相同的安装条件下,有弹簧比无弹簧的条件下唇口接触宽度、最大接触压力和最高温度更大;随着水压的增大,最大接触压力增大,受压侧比非受压侧受水压影响更大,接触压力的最大值出现在唇口尖端处。

为研究气密封检测对特殊螺纹油管接头密封性能的影响,通过有限元软件建立了球面-锥面和锥面-锥面两种特殊螺纹接头有限元模型,将接箍左端面固定,油管右端面施加恒定轴向拉力650 kN,内压载荷(55、80、100、110 MPa)施加在油管和接箍的内表面,设置油管与接箍的接触属性,分析了在恒定的轴向拉力和不同内压下,密封面接触压力和等效应力。结果表明:保持轴向拉力不变时,施加55、80、100和110 MPa四种内压载荷,其中内压载荷为110 MPa时,等效应力和接触压力为最大值,且内压大于100 MPa时,最大接触压力增幅减小,最大等效应力增幅增加;当内压由100 MPa增至110 MPa时,球面-锥面和锥面-锥面特殊螺纹接头最大等效应力增幅为1.81%和1.23%,气密封检测对锥面-锥面特殊螺纹接头密封性能影响较小。

为研究盾构机主驱动密封圈压缩量以及正反面润滑油脂载荷对密封圈密封性能的影响,通过ANSYS有限元软件研究在不同压缩量和密封圈不同正反面加载压力下,丁腈橡胶(NBR)材料的VD形密封圈的密封性能。结果表明:在压缩量3~7 mm区间,随着压缩量的增加,密封圈接触面的最大von Mises应力先不断增加后逐渐趋于稳定,而最大接触压力不断下降;当压差保持一致时,随着密封圈正反面的压力升高,该VD形密封圈接触面最大压力也保持相近幅值的上升;当密封圈正反面压力变化时,该密封圈结构保证了接触压力的裕度,从而保证了密封结构密封效果的稳定性。通过曲面响应法,对设计的一种带反面支撑结构的VD形密封圈进行优化,得出在压缩量7 mm,密封圈正反面压力0.9-0.6 MPa时,其密封效果最好时出现在支撑角度为9.3453°,支撑长度为59.499 mm时,优化后VD形密封圈最大接触压力提高...

针对组合密封圈失效问题,采用有限元方法分析了不同的材料参数(弹性模量、碳纤维含量、泊松比)以及不同的结构参数(沟槽宽度、沟槽数目、沟槽间隔宽度)条件对密封圈动密封的特性影响。结果表明:预压缩后最大应力位于滑环与O圈接触中间部位,最大接触压力位于滑环内圆左侧;施加流体压力后最大应力位于滑环与O圈接触右侧部位和滑环与O圈接触中间部位,最大接触压力位于滑环内圆中间部位;动密封状态,左、右行程最大接触压力和最大应力的大小及位置基本相同;不同的结构参数和材料参数均会对其动密封特性产生一定的影响。

本文主要阐述波形密封圈的设计思路。基于大型商用有限元分析软件ABAQUS对点火线圈连接器波形密封圈的密封性能进行仿真,分析密封圈密封面处的接触压力、Mises应力与保持力。仿真计算结果证明该密封圈满足密封性、强度与防脱性设计要求,通过实验也可验证有限元分析的正确性,为无实物密封件的设计验证提供解决办法。

为深入分析圆锥过盈配合连接性能，以某柴油机曲轴减振器圆锥过盈配合连接为例，建立圆锥过盈配合理论模型，推导出圆锥过盈配合的结合直径表达式，得出圆锥过盈配合扭矩传递与接触压力计算公式。利用ANSYS软件模拟曲轴和主轮毂的过盈配合，针对不同过盈量、摩擦因数和转速，分析曲轴和主轮毂过盈配合接触面间接触压力分布情况。结果表明，过盈量和转速对接触压力影响明显。曲轴静止时，过盈量与接触压力呈线性关系，摩擦因数对接触压力分布影响较小。

以采油用普通内摆线型单头单螺杆泵的螺杆-衬套副为研究对象,利用理论分析、仿真模拟和有限元方法,分析了螺杆-衬套副的滑动速度和接触应力的分布规律。根据采油螺杆泵的工况,综合螺杆-衬套副的运动学和力学的研究结果,分析了衬套橡胶的磨损特点,确认衬套橡胶的磨损形式主要有摩擦磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和粘着磨损。最后进一步分析阐述了各类磨损的作用机理,同时提出了预防和减轻各类磨损的方法和途径。