石墨密封垫片的循环压缩回弹性能

通过试验研究了核级石墨密封垫片的循环压缩回弹性能。在常温下对垫片开展了加载速率分别为0. 25 MPa/s、0. 5 MPa/s及1 MPa/s的循环加载试验。在加载速率固定为0. 5 MPa/s时,对比研究了垫片在100℃及300℃下的循环加载性能,得到了不同工况下的应力-变形曲线,并计算出垫片在各工况下不同循环内的最大压缩量、压缩率及压缩模量。研究结果表明,在常温下,垫片的压缩模量随加卸载速率的增大而增大;在0. 5 MPa/s的加卸载速率下,垫片的压缩模量随温度升高而增大;而在每一种工况下,垫片的压缩模量均随试验循环次数的增加而减小,最大压缩量均随循环次数增加而增加,出现明显的塑性应变累积现象。     

不同金属骨架变形特性对柔性石墨复合垫片力学性能的影响

采用ABAQUS有限元数值模拟研究柔性石墨金属波齿复合垫片的不同金属骨架在一定齿数、齿深和齿厚时的变形特性,在齿数N=3～7、齿深H=0.3～0.7 mm、齿厚t=1～1.6 mm参数组合下的波纹形金属骨架的压缩回弹性能较好。复合垫片的压缩量主要由柔性石墨提供,而回弹量则主要取决于金属骨架的结构形式和参数。对波纹形金属骨架与柔性石墨复合后的垫片的压缩回弹性能进行了数值研究,以复合垫片最佳压缩率和最大回弹率为目标,对金属骨架的结构参数进行了优化,优化后的波纹形复合垫片的骨架结构参数为齿数N=3,齿深H=0.7mm和齿厚t=1 mm;柔性石墨层厚度T=1.5 mm。     

石墨垫片密封界面的力学特性

石墨垫片是一种广泛使用的静密封,其良好的密封性能取决于密封界面的力学特性。为了研究石墨垫片密封界面的力学特性,该文基于现有密封实验台结构和材料弹塑性,建立了垫片系统有限元模型,模拟实验台加卸载工况,仿真研究垫片的力学特性。实验测量了垫片压缩回弹曲线。仿真结果给出了垫片在加载和卸载过程中接触压力、变形和压缩回弹曲线的变化情况,与实验测量结果吻合,验证了仿真方法的正确性,进一步从理论上阐明了此类垫片实现高接触刚度、高动载稳定性和高安装重复性的工作机理。     

发动机气缸密封垫压缩回弹性能测试技术研究

介绍了压缩回弹试验机的整体结构,表述了试验机系统的工作原理。整个系统通过计算机控制进行加载和卸载,利用高精度的光栅尺位移传感器测量垫片的变形量,实现了对发动机气缸密封垫的两个重要参数压缩率和回弹率的自动测量,测量精度较高,应用前景广泛。     

重复压缩-回弹条件下土石混填体变形规律与压实指标相关性试验研究

从湖南省龙(山)—永(顺)高速公路大坝隧道弃碴填筑体取样,开展土石混填体压实模拟及压实评价指标室内对比试验。研究结果表明:土石混填体压缩曲线呈上凸型;回弹曲线平缓圆滑,呈微下凹型;第i+1次压缩回弹曲线均位于第i次曲线下方,线形相似;土石混填体变形具有记忆效应;湿化对土石(灰岩)混填体压实变形特征影响不明显;分级加载比1次加载产生的变形大;随着循环荷载和加载次数增加,累积总变形、累积塑性变形和累积塑性变形率增大,压缩5次基本不再增大;分级总变形、分级塑性变形和分级塑性变形率随加载次数增加而减小,减小率也不断减小;当循环荷载超过400 kPa时,分级总变形、分级塑性变形和分级塑性变形率基本接近;在工地碾压过程中,采用高吨位压路机或者轻重机具组合碾压5次,能有效提高土石混填体的压实度;压实评价指标K30(地基系数)、Ev1(静态变形模量)与e(孔隙比)具有较好的相关性,Ev2(静态变形模量)、Evd(动态变形模量)与e(孔隙比)的相关性较差;K30和Ev1可作为土石混填体压实质量评价指标。     

垫片型式对螺栓交互作用影响有限元分析

垫片作为法兰长期密封的关键,其型式上的不同会对螺栓间的弹性交互作用产生重大影响。选用石墨金属缠绕式垫片和聚四氟乙烯垫片,采用有限元数值模拟方法,研究顺次、交叉加载方式下垫片内径为100 mm、110 mm、120 mm、134 mm时螺栓间的弹性交互作用规律。建立DN100 PN40法兰实验装置;并验证了模型的准确性。模拟结果表明,随着垫片内径的不断增大,螺栓载荷会发生明显变化,某些螺栓所受弹性交互正、负作用类型会发生转变,弹性交互正、负作用强度会逐渐降低;相较于石墨金属缠绕式垫片,聚四氟乙烯垫片引起的螺栓载荷波动和弹性交互正、负作用强度波动更为剧烈。在两种垫片都适用的工况下,采用顺次加载、内径较大的石墨金属缠绕式垫片能达到更好的密封效果。     

不均匀预紧对螺栓法兰垫片接头密封性能的影响

测量了柔性石墨-不锈钢金属缠绕垫片的非线性压缩-回弹曲线,建立了螺栓法兰垫片接头整体结构有限元模型,采用泄漏率来表征其密封性能,分析了螺栓不均匀预紧对接头密封性能的影响。结果表明：个别螺栓欠预紧会导致密封泄漏率增加;欠预紧程度越大,欠预紧螺栓数目越多,螺栓间越互相靠近,则泄漏率越大,且泄漏位置出现在欠预紧螺栓区域;个别螺栓超预紧时,泄漏率不降反略有增加,泄漏位置出现在超预紧螺栓对侧区域。     

W形柔性石墨金属缠绕垫片压缩—回弹性能试验与优化研究

通过使用不同宽度平钢带设计出3种W形柔性石墨金属缠绕垫片,在不同缠绕压紧力和拉紧力下,对304钢内外环柔性石墨缠绕垫片进行三因子三水平压缩—回弹性能优化试验研究,从而找出显著影响该结构垫片的重要参数及其对性能的影响规律,找出性能最佳参数组合。     

镍钛形状记忆合金压缩力学行为及其密封性能

法兰密封连接是过程工业装置中最常见的可拆连接形式,在保证法兰连接良好的密封性能及长久的使用寿命上,密封新材料的开发和应用具有重要意义。以Ni_(50.9)Ti_(49.1)(原子分数)形状记忆合金为对象,研究其在压缩载荷作用下的力学行为;加工了镍钛合金平垫片,研究密封连接结构泄漏率随预紧力、介质压力及温度的变化规律。试验结果表明:镍钛合金压缩载荷作用下具有超弹性特性,马氏体相变初始应力为270 MPa,不同压紧应力下试样的回弹率都达到99%以上。在恒定预紧力下,随着介质压力的提高,密封连接的泄漏率呈增加的趋势;随着温度的增加,泄漏率呈下降的趋势。最终,依据不同的工况条件获得了最佳的预紧力范围。     

NiTi合金密封垫片压紧力分布有限元分析

利用ABAQUS有限元方法分析NiTi形状记忆合金密封面上的压紧力分布,并与同等加载条件下的A1050纯铝平垫、金属石墨缠绕垫片作比较。结果表明:NiTi形状记忆合金垫片密封面上压紧力分布均匀性优于后2种常规垫片;内压力和弯矩作用下,NiTi形状记忆合金密封面压紧力受载荷影响比后2种垫片小。