采用ANSYS分析软件,研究了一种标准地铁单元橡胶皮碗密封性能与装配过盈量以及低温工作环境的关系;同时对橡胶皮碗充气过程进行模拟分析,掌握皮碗密封过盈量设计原则,通过实例验证了所提出的设计计算。

为了满足高密度阵列薄膜微流控芯片在使用过程中,当反应液离心进入微反应腔室后需要进行独立密封的要求,研制了一种机械密封装置。微流控芯片由铝箔盖片、聚丙烯(PP)基片和PP支架组成。通过采用密封装置对微流控芯片进样主通道进行密封来实现微反应腔室的隔绝密封。通过实验发现,机械密封装置刀头的结构与尺寸会对密封结果产生较大影响。通过增加刀头厚度和使用圆刀头,不仅能大大降低对铝箔盖片的破坏,而且可以避免产生空腔现象。实验结果表明,改进刀头后,铝箔通道底端粗糙度平均值降低了38.7%,通道最低处的铝箔厚度破坏量减少了85%。

从地铁车辆停放制动缸用K型圈的密封原理出发,采用ANSYS分析软件研究了K型圈的密封性能与停放缸配合尺寸以及低温工作环境的关系,并对K型圈在常温和低温下充气密封过程进行了分析,计算出满足使用要求且性能可靠的K型圈配合尺寸,通过实例验证了所提出的设计计算。

采用数值模拟软件建立胶圈模型,研究了SF6高压电器用T型槽O形橡胶圈密封单元的受力变形、力学状况、密封效果、压缩率、应力、密封面接触应力分布。结果表明,仅考虑应力作用,SF6高压电器用T型槽O形橡胶圈易发生变形;在气体压力下,T型槽O形橡胶圈只被挤入T型槽的单侧区域,没有与T型槽最外侧接触;T型槽O形橡胶圈密封单元的最大应力-应变区与O形橡胶圈最大缺陷区不重叠,可提高该密封单元的可靠性。

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的金属双极板的压缩密封结构,提出一套泄漏率理论预测方法.该方法以基于粗糙间隙流动数值分析的泄漏机理模型为基础,耦合了粗糙元微观力学变形特性分析和橡胶垫片宏观力学变形特性分析,由于不依赖任何经验参数,因此可以定量评价各种因素对密封结构密封性能的影响,包括密封材料的长期应力松弛行为.与已有实验研究相比较,所提出的泄漏率预测模型具有较高的精度.根据进一步的计算分析,为维持长期泄漏率在20 mL/s以下,密封结构参数可参考如下方案双极板粗糙度低于15μm,硅橡胶平垫片邵氏硬度在50~60范围内,初始压缩率在15%以上.研究结果可为PEMFC密封结构设计提供理论指导.

针对车辆发动机冷却系统用橡胶密封圈失效问题进行了研究;通过单轴拉伸、拉伸疲劳试验等试验方法获得疲劳寿命试验数据,拟合了疲劳裂纹扩展(FCG)模型的参数;并采用fe-safe的Endurica模块预测了密封圈的破坏位置和疲劳寿命。结果表明,预测的破坏位置与失效件一致,从而验证了这种参数获取方法的准确性。

低温球阀是液化天然气(LNG)接收站中必不可少的流体管道控制装置之一,其在低温工况下工作时阀座密封易发生泄露,严重威胁工业生产的正常运行。本工作基于热固耦合方法研究了LNG接收站用低温球阀唇形密封圈与阀体和阀座的接触特性,包括接触间隙和接触压力。结果表明,受低温介质的影响,唇形密封圈上存在较大温差,导致密封圈上的Mises应力大幅增加,最大Mises应力达到204.92 MPa。相比于常温工况时,低温工况时唇形密封圈的接触间隙变大,接触压力减小,最大接触间隙值达到-0.72 mm。增大弹簧预紧力在一定程度上可以改善低温工况时唇形密封圈的密封性能,增大接触压力。本工作对低温球阀的阀座密封设计和研究具有一定参考价值。

研究了由聚四氟乙烯薄膜(SFM-2)热粘于密封圈工作表面的包氟密封圈,并介绍了60°内包氟密封圈的模具设计、制造以及成型工艺,并对其成型过程中产生打褶缺陷的原因及解决方法进行了详细说明。

石油机械需要长时间处于高温、高压、高速的作业状态下,因此对密封件的技术水平和质量提出了更高级别的要求。文章针对液压及密封技术在石油机械中的运用展开研究,分析流体动压密封技术的重要性,指出液压技术在石油机械中的应用现状,并总结相关经验,提出对应的优化改良和使用方案,为同领域工作者提供合理化发展建议。

气体泄漏及间隙传热会导致制冷机性能恶化,因此间隙密封技术是气动分置式斯特林制冷机的一项关键技术。对三种不同间隙密封结构展开研究,搭建Sage模型分析结构参数对制冷机性能的影响,模拟结果显示间隙高度H不仅影响泄漏率,还与穿梭损失及泵气损失相关;双段式间隙密封的密封1长度比例越大,制冷量越大。当长度比例及密封1、间隙1高度分别为0.7-0.3,10μm,500μm时,双段式间隙密封结构性能达到最优。与单段式间隙密封相比,双段式间隙密封结构的制冷量与COP提高9%和21%;与三段式间隙密封相比,双段式间隙密封结构简单,加工方便,因此在设计膨胀气缸与活塞间隙密封时,优选该结构作为斯特林制冷机密封结构。