自封式封井器胶芯大变形分析

讨论了橡胶超弹性有限元分析的理论基础及计算方法，并测定了有限分析中丁晴橡胶的Ｍｏｏｎｅｙ材料常数，用有限元法对自封式封井器进行了大变形分析，得到了胶芯在各种工况下的变形及应力情况，讨论了胶芯尺寸对密封性能的影响，为胶芯的合理设计提供了必要的依据。     

球型防喷器胶芯安全性能与结构优化

为了评价球型防喷器胶芯的安全性能,以球型密封胶芯为研究对象,通过材料拉伸和压缩试验,获得了胶芯的最优本构关系数据,并根据球型胶芯结构进行了二次优化设计。利用ABAQUS软件对优化前后的球型胶芯结构进行了数值模拟分析,找到了常规胶芯在密封过程中的变形规律,并对优化后的胶芯结构进行了安全性能评价分析。结果表明：胶芯向中心收缩的过程中,胶芯上部的橡胶沿径向方向的变形最大,胶芯向中心方向挤出的橡胶逐渐减少,最大接触压力值发生在胶芯棱边与钻杆接触的区域,改进后胶芯和钻杆的平均接触压力及密封长度相对改进前的变大。确定球型胶芯密封段最优倒角切削量+5 mm,该结构形式的球型胶芯密封性能较好,有助于提高球型胶芯的使用寿命。     

防喷器胶芯的光弹实验研究

介绍了利用光弹实验方法在橡胶等制品有限变形条件下应力分析方法，通过防喷器胶芯的光弹实验，得到了其可能引起破坏的原因，为设计改进提供了依据。     

连续油管用闸板防喷器矩形胶芯的特性研究

针对井控风险中闸板防喷器密封胶芯经常在关键密封位置失效这一问题,设计了连续油管用闸板防喷器的矩形胶芯,建立了矩形胶芯的三维物理模型,运用静力学理论进行其力学性能分析,胶芯受力考虑为液压推力和井内介质压力的相互累加作用,进而推导出矩形胶芯密封力计算式。运用有限元法进行材料非线性分析,研究了弹塑性能,得到矩形胶芯可承受的最大液压推动力是19 MPa,当0≤F0≤8 MPa时,为弹性变形阶段;当8F010 MPa时,为弹塑性变形阶段;当10≤F0≤19 MPa时,胶芯塑性变形显著。并用ANSYS疲劳寿命分析工具,得出矩形胶芯在10 MPa液压推动力下的疲劳寿命循环次数约为134 700,疲劳使用系数为0.074 26。研究表明,该矩形胶芯能够有效解决常规胶芯在关键密封位置失效的问题。     

井控半封闸板体失效机理与密封性能研究

为了提高井控半封闸板防喷器安全性能，对现役的半封闸板防喷器进行了失效分析及密封性能评价，完成了闸板体的表征测试以及材料拉伸和冲击试验，通过溢流关井时半封闸板受力分析，基于闸板体材料应力应变测试数据，建立了全尺寸半封闸板防喷器模型，在井下高压流体和油缸压力复合载荷下对闸板体和密封胶芯的力学性能进行了仿真研究。结果表明当油缸压力超过9.4MPa ，闸板本体的凹槽根部刚好进入屈服变形，最大等效应力发生在闸板本体的凹槽根部，导致闸板体过早断裂失效。分析还发现胶芯与闸板上端接触区域的应力集中最为明显，可见由于复合载荷的作用，胶芯上部受到挤压作用，产生严重变形，进而失去密封能力。最后提出了减小闸板应力集中的措施，这些结果为溢流情况下半封闸板防喷器的安全操作提供指导依据。     

NOMEX蜂窝芯等效弹性模量的非线性分析

提出了NOMEX蜂窝芯材料基于磁场和摩擦吸附原理的固持方法. 固持过程中，为了提高铁粉的填充效率，采用了固定有限区域的方法，而非填充区域蜂窝芯受到铣削力的作用，蜂窝面发生变形，产生过切. 为了控制蜂窝变形不超过工程允许误差，需要对蜂窝芯力学性能进行分析. 将蜂窝芯零件高速铣削过程中的变形归属于薄板大挠度变形问题，得出了具有非线性响应的蜂窝芯材料等效面内弹性模量，克服了线性分析导致的误差. 针对方向舵蜂窝芯的实际加工结果表明，利用具有非线性响应特征的等效面内弹性模量进行铁粉填充优化，可以减少70％的铁粉填充面积，同时，加工精度达到了±0.1mm.     

不同沥青胶结料重复蠕变试验研究

利用重复蠕变试验,对3种不同类型沥青结合料进行高温性能评价,试验结果表明,橡胶沥青高温性能明显优于SBS改性沥青,基质沥青最差。对不同粉胶比橡胶沥青胶浆试验分析发现,累积变形增长率随粉胶比变化呈现出峰值关系,粉胶比为0.3时橡胶沥青胶浆高温性能最差,进行橡胶沥青混合料设计时,粉胶比应尽量远离此值。     

开发指南

据悉,杜仲胶将成为21世纪国际上开发新型材料的重点之一.我国不仅具有得天独厚丰富的杜仲林业资源优势,而且还具有世界领先的杜仲开发科技成果.有关专家认为,开发利用杜仲胶的时机已经成熟,开拓并占领我国在国际市场上占绝对优势的这一高科技产业.杜仲胶是含在杜仲果皮、树皮、树叶中的一种白色丝状物,是一种天然高分子材料.我国科学家研究揭示了杜仲胶具有橡胶和塑料两重特性,并相应开发出了热塑性功能材料、热弹性材料三大类.杜仲胶与橡胶或塑料都有很好的共混性,共混后可获得一系列材料,可以用于工业、交通、通讯、航天及日常生活用品中.据专家介绍,目前我国对杜仲胶材料工程学理论研究与开发居世界领先水平,杜仲胶提取及第一、第二阶段特性应用初步实现了工业化生产.我国研制发明的杜仲胶硫化高弹性橡胶及制品、杜仲胶温控材料、杜仲胶密封堵漏材料等系列技术已申请专利,为杜仲胶的开发打下了基础.据专家分析,杜仲胶功能制品市场潜力大,年需求量在千吨以上,是目前开发新型材料的重点和突破口.杜仲弹性材料是天然反式1.4聚异成二烯橡胶,其综合性能优于合成的,因此大力开发杜仲橡胶型弹性材料前景十分诱人.近年来,发达国家在这方面加大了研究开发力度,其速度令国内专家焦虑:如果我们仍停留在实验     

受均布内压球壳的大变形分析

利用高玉臣(1997)给出的非线性弹性大变形应变能函数,对橡胶类材料球壳受均布内压进行了大变形分析,得到了大变形求解方程,从而揭示了橡胶类材料非线性弹性大变形的特性     

杜仲胶作为工程性材料开发的可行性探讨--兼论西部大开发和农业产业结构的调整

本文主要针对杜仲胶作为工程性材料开发所存在的问题、杜仲胶改变橡胶业发展格局的难度进行分析，提出杜仲胶可作为功能性材料开发建议，旨在以科学、冷静的态度建立可操作性的新兴产业，对西部大开发和农业产业结构调整有所启迪。     

密封件三维非线性旋压加工数值模拟

根据实际工件的尺寸及成形情况建立了不锈钢密封件旋压时的数学模型,应用ANSYS软件对密封件旋压成形过程进行了模拟分析,分析了其变形机理以及成形过程中出现的缺陷和原因,指出等效应力和应变随壁厚的增加而增大,最大值最先出现在圆弧段内侧,容易产生裂纹等缺陷。     

基于ANSYS Workbench的新型浮动式无骨架鞍形橡胶密封圈的有限元分析

针对天然气输送管线过滤器锁环式快开盲板密封应用,提出一种新型浮动式无骨架鞍形橡胶密封圈。采用ANSYS Workbench有限元分析软件进行参数化仿真分析,得到橡胶密封圈应力分布、变形情况和密封接触处压力分布,并重点分析了装配间隙处局部橡胶挤出状态。结果表明改进后密封圈的密封性能良好,橡胶变形及局部挤出现象得以改善。该型密封圈与原金属弹簧嵌入式鞍形密封圈相比,具有结构简单、制造经济、使用寿命长等特点。     

氟醚与丁腈橡胶在航空液压油中的老化行为对比研究

 以氟醚 FM-1D橡胶为研究对象，在高温的 15号航空液压油中进行了老化，对老化后的拉伸强度、拉断伸长率、压缩永久变形、质量变化、体积变化、表面及断口形貌等进行了研究，并与丁腈橡胶进行了对比。结果表明，氟醚橡胶具有优异的耐热空气及耐介质老化性能，其拉伸强度、拉断伸长率、压缩永久变形在170℃以下的液压油介质中长期老化后保持稳定，耐热性能基本保持不变，氟醚橡胶在液压油中的质量和体积变化随温度升高而增加，随时间的延长保持稳定，在质量、体积变化及稳定性方面优于丁腈橡胶胶料。另外，长时间老化过程中其压缩永久变形退化规律基本符合指数的衰减规律，但拉伸性能的退化规律则明显不符合指数的衰减规律，拉伸性能老化速度常数随温度的变化不适合采用常用的Arrhenius方程（P=Ae^-Kt）来进行寿命预测。     

合齿轮副振动特性仿真及试验研究

针对少齿差行星减速器核心部件金属齿轮副变形补偿性较差等问题,设计吸振、变形补偿性较好的金属橡胶复合齿轮副,运用刚柔耦合多体动力学对复合齿轮副和金属齿轮副的振动进行仿真分析,并用试验的方法对两齿轮副在不同工况下的振动特性进行研究.仿真及试验结果表明,金属橡胶材料的加入改善了复合齿轮副的振动特性,复合齿轮副在啮合力、角加速度、传动效率和振动加速度方面要明显优于金属齿轮副,同时复合齿轮副传动平稳性得到了较大提升,仿真结果和试验结果基本吻合.     

相对盖层厚度封闭效应及其应用

提出了相对盖层厚度封闭效应的概念,并从理论、实验、实际应用3个方面论证了相对盖层的厚度封闭效应.理论上根据非达西流的渗流公式,油气的驱动压力梯度只有达到盖层启动压力梯度时才能穿过盖层发生渗漏.地层和流体性质确定时,启动压力梯度不变.随盖层厚度增加,盖层封闭油气不渗漏所能承受的油气的驱动压力增加,能封住的油气柱高度增加.实验中将盖层岩心进行拼接后测得的突破压力随岩心拼接长度增加而增加,且与拼接前测得的各段岩心突破压力之和成正相关的关系.相对盖层厚度封闭效应作为封盖机理之一,可以很好地解释柴达木盆地第四系生物气藏高孔渗、低突破压力的盖层条件下形成工业气藏的原因.     

油井套管橡胶密封的有限元分析

采用非线性有限元软件,对油井套管橡胶密封的应力进行了分析,计算出橡胶密封装置的应力分布。分别考虑了载荷、摩擦系数、密封间隙和橡胶密封筒高度对应力分布的影响。分析表明,载荷、密封间隙、橡胶密封筒高度对应力最大值有影响,而摩擦系数影响很小。可以根据这些计算结果,对实际设计的橡胶密封筒进行优化设计。     

Study on Production of Rubber Sealing Strips with Steel Bones

Rubber sealing strips with steel bones are used in car manufacturing that produced in large quantities. Cutting processes, such as milling and punching, are needed when the strips are produced. Accuracy, smoothness and flatness of the machined surface have to be guaranteed in the cutting process; moreover, deformation of the steel bone and peeling-off of the rubber must be avoided. Therefore cutting action of rubber/steel strips differs from that of rubber or metal workpiece separately. In this paper, milli...     

注射压力对塑料模具型芯偏移量的影响

具有型芯的模具,在注射压力的作用下,将使型芯产生一定偏移,引起塑件变形。分析注射压力对模具型芯偏移量的影响,根据材料力学理论基础,推导出圆形截面型芯和矩形截面型芯最大弯曲变形的计算公式,为合理确定型芯尺寸提供了理论依据。     

高速铁路基床掺胶粉水泥稳定碎石动力学特性分析

为明确掺胶粉水泥稳定碎石在高铁列车循环荷载作用下的力学变形特征和能量损耗规律,将胶粉以等体积方式部分替换掉原集料中1.7 mm以下的细颗粒,形成胶粉改性水泥稳定碎石材料。通过对300×300 mm圆柱形试样进行105次的循环加载试验,在5 Hz加载频率下研究了不同动应力幅值、胶粉掺量对试样动力学变形及能量耗散的影响规律,给出了基于实际服役水平状态下胶粉改性水泥稳定碎石的累积塑性变形计算模型和阻尼比的演化规律。试验结果表明：1）从变形角度,C5P0.1R30材料的累积塑性变形最小,表现出较好的抗动力学变形特征;2）橡胶粉的掺入增加了水泥稳定碎石材料的韧性,降低了应力幅值增加对累积塑性变形增加的敏感性;3）结合累积塑性变形计算模型,并从参数分析的角度看,C5P0.1R30可作为基床表层结构推荐材料;4）从阻尼比角度看,胶粉替换水平为30%时,阻尼比数值较大,路基结构受高铁列车动荷载激振后,能量衰减较快,具备一定的减振降噪潜力。因此,基于对胶粉改性水泥稳定碎石动力学特性分析,推荐1.7 mm以下胶粉等体积替换水平为30%,这对于改善高铁路基基床表层材料刚度,构建减震降噪型路基结构具有重要意义。     

原型伸缩缝橡胶止水带工程特性试验研究

对原型伸缩缝橡胶止水带的硬度、抗拉强度、伸长率、老化系数、橡胶带与混凝土的连接性能以及抗斯裂性能进行了系列试验。提出橡胶止水带的设计选用中应配合进行工程特性试验；生产中应特别注意质地与圆孔壁厚的均匀性；增加胶带的龄数和齿深；改善保存条件、避免高温暴晒等具体建议。