有限元下的Ω机械密封装置热性能研究

针对目前国外比较先进的Ω端面机械密封装置,进行了机械密封环的尺寸设计;利用经验公式计算了润滑冷却介质与静、动密封环之间的热流密度,利用ANSYS软件建立了密封静、动环温度场的模型,计算了密封环的热应力和机械应力;研究了机械密封环的稳态温度场,为研究机械密封环的热影响提供了参考依据;计算结果具有一定的工程应用价值。     

机械密封环热平衡分析

为了解决密封环热分析及温度场的具体分布问题,更深入研究密封摩擦副的温度场分布,通过建立适合的数学模型和摩擦副局部计算方法,对其进行热平衡模拟分析,事实证明,该种方法所得到的结论与实际现场工况下密封摩擦副的工作状态十分接近,其计算方法的可行性已经过分析验证,为机械密封环的设计及理论研究提供了参考依据.     

脱硫泵机械密封稳态温度场的有限元分析

机械密封温度场研究是热应力分析的基础,是影响机械密封工作寿命与密封性能的主要因素。通过建立密封环有限元模型,提出机械密封动、静环轴对称问题的有限元分析与稳态温度场计算方法,得出了密封环温度分布规律。并对接触面的热流密度、模型与介质的对流换热系数以及热流分配系数等物理量进行了分析。结果显示,温度变化主要集中在靠近内径的接触面附近的局部区域,该区域变形较大,且不利于密封环的散热。     

船舶艉轴密封装置动态环境下的热态性能模拟分析

船舶艉轴密封装置工作时,其密封环连续接触产生摩擦热,引起密封端面的温升以及热变形.通过SolidWorks软件建立密封环的温度场模型,采用ANSYS 13.0有限元分析软件,模拟不同弹簧压缩量下密封环的温度场,获得端面的温度分布、应力分布规律以及时间响应下的动态特性.研究结果表明,密封环温度随着弹簧压缩量的增加而升高;密封环的瞬时温度约0.5h可达到稳定状态,且不同弹簧压缩量下的密封环温度满足实际使用温度范围.     

探讨核主泵用流体静压型机械密封在高压和高速下的机械密封性能

将核主泵用流体静压型机械密封作为研究的对象,其中考虑到密封圈的影响,在高速和高压情况下,端面热弹变形很容易影响到其展现出来的密封性能的特点,因此采用有限元法阐述密封环的热弹变形,对其密封性能做出一定的分析.该文核主泵用流体静压型机械密封在高压、高速的条件下,高压会导致密封端面力变形,而高速环境中则会使端面间流体膜因粘性剪切作用,同时再加上旋转组件的搅拌生热,在整个机械密封的温度场发生改变的同时,密封环也产生了变形.     

综合传动铸铁密封环磨损模糊可靠性分析与计算

为了提高综合传动密封装置的可靠性和耐久性,在对密封环磨损机理和失效特性研究分析的基础上,应用模糊理论建立综合传动铸铁密封环的模糊可靠性模型,推导出模糊可靠度计算的数学表达式.根据耐磨性试验所获得的密封环磨损速度,计算出密封环在不同时间段上模糊可靠度以及耐磨寿命,计算结果与实际工作情况相符,说明运用模糊数学能更好地描述密封环耐磨性可靠度的变化.该方法亦可应用于其它机械摩擦磨损类零件的可靠性分析与计算.     

机械密封变形的研究

对机械密封环的各种变形形式进行了分析和评价,提出了机械密封设计的平行面原则.研究认为,影响机械密封热变形和压力变形的主要因素有密封环的材料、结构和使用条件.对这些影响因素进行控制可使变形得到协调.密封特性协调的方法有两种:一是每个环的热变形和压力变形相抵销,二是动环的变形与静环的变形协调.热变形和压力变形都可以从正值变化到负值.     

机械密封动静环的热流固耦合分析

本文以计算流体动力学及热流固耦合数值计算理论为基础，对处于高速、高温、高压等高参数极端工况的机械密封摩擦副密封环界面、流体膜及工作流场进行了热流固耦合数值计算分析，为高参数机械密封动环的进一步结构优化设计提供依据。因此，对密封环进行热流固耦合方面的研究就显得非常有必要。     

基于整场离散的气缸盖热流固多物理场耦合状态数值模拟

针对柴油机气缸盖工作状态数值模拟的复杂性及高耗时性,提出一种基于整场离散的高温燃气(热)、冷却液(流)、机械负荷(固)之间多物理场耦合分析方法.首先分析了热-流-固耦合的基本原理及关键问题,构建了气缸盖流固耦合传热的物理模型及有限元模型,采用整场离散法对气缸盖流固传热状态进行了耦合求解,得到了气缸盖的温度场,并在此基础上进一步与机械负荷产生的应力场进行耦合求解,得到多场共同作用下气缸盖的温度场及应力场,并分析了产生原因,实现了柴油机气缸盖热-流-固多物理场的耦合状态分析.结果表明:文中研究通过对流固耦合传热区域建立控制方程,使得传热交界面成了求解区域的内部,简化了热-流-固边界区域之间的反复迭代,相比于传统的分区计算-边界耦合法,提高了计算效率.      

数控转台蜗轮转动元动作的热变形有限元分析

为研究数控转台传动系统元动作的热误差建模方法,首先介绍了元动作理论以及有限元数值模拟的温度场模型假设及边界条件,并分析了温度场仿真所需的摩擦机理及参数计算方法 .采用ANSYS仿真分析从稳态和瞬态两个方面对转动元动作进行数值模拟,并给出其中关键元动作的温升曲线,分析了元动作瞬态、稳态及热-结构耦合温度场和变形场,得到元动作温度分布云图、温升量及热变形量.通过热变形理论计算和热变形有限元分析,得到考虑动作件热变形的传动系统元动作热误差模型.     

焊接过程有限元分析

从简单模型出发, 研究焊接模拟中移动热源、相变潜热、材料特性参数、焊缝的依次生成等问题的处理方法。利用有限元软件对焊接过程的温度场、残余应力场进行了分析,计算结果与理论分析一致。其中用到的先计算温度场, 再用间接法计算结构场的方法,减少了分析的非线性, 极大地提高了计算效率, 该方法在复杂模型中表现更加显著。     

气膜冷却叶片热应力和振动特性的计算分析

采用计算流体力学软件Numeca计算了气膜冷却叶片表面的温度场,通过插值计算,将Nu-meca中的叶片表面温度结果导入到有限元分析软件Ansys中作为边界条件,计算分析了整个叶片的温度场和热应力.计算了叶片在不同温度场下的叶片固有频率,并采用等效材料参数的方法计算了叶片具有气膜冷却孔时的固有频率.温度场对叶片的固有频率影响较大,气膜冷却孔使得叶片固有频率下降.     

锦屏一级拱坝左岸混凝土垫座温控仿真分析

采用三维有限单元法实际模拟锦屏一级拱坝左岸混凝土垫座施工浇筑过程,进行温度场和徐变温度应力场的仿真分析．通过计算值和实测值的对比以反演实际混凝土绝热温升,以此来校核并优化设计温控措施和温控标准．重点对在2009年3月开浇的1730m高程以上的几个浇筑层进行了温控仿真计算,计算结果表明无论是温度还是应力都能满足设计标准,并为施工提供参考依据．     

中速柴油机活塞镶圈断裂的有限元分析

为减小某中速柴油机活塞镶圈在热负荷状态下的应力集中,消除活塞镶圈断裂现象,文中对该中速柴油机活塞及活塞镶圈建立三维有限元模型,进行活塞镶圈温度场、热变形及应力场的有限元计算分析,计算时把温度场和热变形作为结构应力计算的边界,从而获得活塞镶圈在热负荷状态下的综合应力场,有限元计算结果与实际相符,表明采用单件分析、结合面自由度耦合的方法简单实用,适用于活塞镶圈热负荷状态下的应力分析,分析结果显示,在活塞镶圈的固定销孔处产生了较大的应力集中,固定销孔的结构不合理是活塞镶圈断裂的主要因素之一。     

钢筋混凝土框架填充墙的温度效应分析

采用ANSYS软件,将有限元方法应用于框架填充墙温度应力计算,对框架填充墙结构进行整体温度应力分析.计算分析各种温度作用对框架填充墙结构的影响,探讨结构在温度荷载作用下的不利工况,给出结构由于温度变化造成的结构内力变化范围.结果表明,可以根据在温度作用下应力、位移分布的规律和具体的数值来进行截面设计和采取相应的构造措施,使温度裂缝控制由感性上升为理性,也使采取的抗裂措施既到位又经济.     

高速客车制动盘材料SiCp/A356 细观热疲劳仿真

采用三维有限元方法模拟高速客车制动盘的非连续SiC颗粒增强铝基复合材料体元的循环热应力应变场．并按球对称模型,对颗粒增强复合材料中热膨胀差（DCTE）热应力进行了弹塑性有限元分析．探讨了颗粒增强铝基复合材料发生晶界分离失效的形成机理．证明了温度达到最大时,界面结合处产生热压应力;而在温度冷却至室温时,产生热拉应力,而一般认为压应力对疲劳损伤没有影响,因此,可将循环热疲劳过程简化为某一恒温下的疲劳过程．     

基于非均匀散热边界的大体积混凝土温度应力场分析

大体积混凝土表面散热系数的数值与边界风速有很密切关系,简单的均匀散热边界假设已经不能满足实际工程中,复杂边界温控计算的需要,提出基于风速的非均匀散热系数边界法．基于此法建立大体积混凝土三维有限元模型,计算其温度场和应力场,并与匀散热系数边界工况比较,分析非均匀散热边界对大体积混凝土温控的影响．     

基于自适应神经模糊系统模型的锅炉汽包应力在线计算与监测

汽包寿命的在线监测是关系到自然循环锅炉运行安全与经济性的重要课题 .实现寿命监测的关键是寻找适合在线计算的应力模型 .针对建立模型的需要 ,制订了假想工况变动过程 ,并以此作为边界条件对锅炉汽包的温度、应力状况进行了三维有限元计算 .采用自适应神经模糊系统( ANFIS)再现有限元数值计算结果 ,从而建立了新的应力模型 .在所建模型的基础上对原有电站锅炉汽包应力监测系统的测点布置做出了相应的调整 .改进后的方法不仅提高了运算速度 ,减少了测点数量 ,而且继承了数值计算的精度 .由于数值计算的引入 ,克服了现场实验方法难以获得大样本数量的缺陷 ,并有利于进行事故状态的模拟 .     

含表面裂纹圆柱壳体的热力耦合效应

应用有限元方法对热-力耦合作用下含表面裂纹的圆柱壳体进行了分析计算,得到了局部加热条件下圆柱壳体结构的三维温度场以及热-力耦合作用下圆柱壳体结构三维断裂情况的数值模拟结果,所得结果说明温度升高使裂纹趋向闭合,这于实际情况是相符的.