以某汽车密封条钢带骨架为研究对象,利用DeForm有限元分析技术对密封条钢带骨架滚压成形过程建立有限元仿真模型,根据模型分析滚轮基本直径递增量和摩擦系数变化对成形过程中带料等效应力和应变的影响规律。结果表明适当增大滚轮基本直径的递增量和减小滚轮与带料之间的摩擦系数,可降低带料成形过程中的等效应力和应变,有利于保证密封条钢带骨架成形过程稳定并防止产生边缘波浪、褶皱等缺陷。

以喷油器针阀偶件为研究对象,运用ANSYS分析软件建立针阀与针阀偶件的有限元模型,仿真分析针阀与针阀偶件的形变及等效应力、偶件在静态接触与碰撞状态下的等效应力,对比研究不同密封锥角对喷油器密封面磨损的影响。研究发现:密封锥面与压力室圆柱面交线处的形变和应力最大,不同密封锥角的针阀座最大形变基本相同,为1.4433~1.4440μm;喷油嘴针阀偶件的密封锥角为60°时,针阀偶件的最大等效应力为285.02 MPa;密封锥角为120°时,最大等效应力为318.91 MPa,最易导致喷油器针阀偶件磨损失效。

为提高深海极端环境中Y形圈的密封性能,采用有限元仿真分析Y形圈往复运动中接触应力和剪切应力的特征,通过正交试验分析Y形圈的根部倒角、唇底深度、唇间夹角、唇底圆角半径、唇边长度5个截面参数对其最大接触应力和最大等效应力的影响规律。结果表明:Y形圈根部倒角对密封影响最大,唇底深度、唇间夹角和唇底圆角半径对密封性能的影响次之,三者的影响程度基本相当,唇间夹角对密封影响最小。提出一种优化的Y形圈结构,研究表明,其最大接触应力提高3.99%、最大等效应力降低20.50%;当从海面到下潜到深海5 km的过程中,Y形圈最大接触应力、最大等效应力优于优化前,二者增幅都小于5%。相关研究有效提高了Y形圈在深海环境中的密封性能和可靠性,具有工程应用指导意义。

针对储气罐的橡胶密封结构,分别建立了单层和层形橡胶密封膜的有限元模型,利用有限元软件Ansys对比分析单层橡胶密封膜在不同长度和厚度下的密封性能,并与其优化结构参数的添加增强层的层形橡胶密封膜进行比较。结果表明:随着厚度的增大,单层橡胶密封膜的最大形变量和等效应力峰值整体上均先减小后趋于平缓;大工况压强下采用添加增强层的层形橡胶密封膜的密封性能优于单层橡胶密封膜,层形橡胶密封膜具有较小的最大形变量和等效应力峰值以及较大的安全因数最小值,有利于提高橡胶密封膜的密封性能和延长其使用寿命。

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。

由于液压支架进行煤矿开采支护过程中结构重量较大,对液压支架的承载造成一定影响。针对液压支架的顶梁结构,采用MATLAB工具库对其进行非线性优化,并采用敏感性分析对优化求解的合理性进行分析,在满足使用的基础上降低液压支架的顶梁重量,可以为液压支架的设计使用提供参考。

为验证高压齿轮泵泵体结构设计与材料选用的合理性,基于ANSYS Workbench软件对齿轮泵壳体组件进行结构静力学与热的综合分析,得到在工作状态下油液压力、温度及受力共同作用下泵体的总变形和等效应力分布情况。结果表明,泵体在高压出口附近发生较大变形,最大等效应力发生在出油孔内壁。为减少泵体变形,从结构上加以改进,仿真结果证明了结构改进的可行性。

某型号弹载电液舵机采用O形圈密封，其工作可靠性和使用寿命与O形圈密封性能密切相关。为了探究压缩率、槽口圆角和密封间隙在耦合条件下对其密封性能的影响，建立了二维有限元模型，施加了流体压力载荷，研究了压缩量、槽口圆角和密封间隙等参数对O形圈在承载时的等效应力和接触应力的影响，为密封结构的优化提供了理论依据。

为获取齿轮泵泵体在铝合金和球墨铸铁两种不同材料下受温度和压力的不同而造成的泵体的变形，以温度和压力变化作为外负载，对泵体进行了有限元仿真分析，得到了泵体的最大变形量，等效应力以及最大变形区域。进而得到温度和压力的变化对泵体的变形影响是不可忽视的。仿真结果为齿轮泵的结构设计提供了一定的参考。

结合千斤顶的实际工况，利用有限元数值模拟软件ANSYS，对不同位置、不同角度和不同加载方式起顶时的千斤顶进行数值模拟，对应力分布和变形进行定量分析，并做了试验验证。分析发现：最易发生失效的部件为活塞组件和油缸，且油缸内壁的最大等效应力和变形均大于活塞组件；随着偏载角度的增大，等效应力逐渐增大；面载荷的等效应力最小，变形却最大。