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题名基于流固耦合的帽式密封瞬态性能研究
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作者
陈相竹
吕晓仁
王跃明
姚志宏
郭飞
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机构
沈阳工业大学机械工程学院
北京清蓝新科密封技术有限公司
清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室
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出处
《润滑与密封》
北大核心
2025年第1期77-87,110,共12页
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基金
国家重点研发计划(2021YFB3400601)。
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文摘
为研究液冷膨胀箱往复工作过程中瞬态变化对帽式密封性能的影响,建立瞬态混合润滑模型,通过求解瞬态雷诺方程,考虑流体力学、宏观固体力学、表面微观接触力学等多物理过程之间的耦合关系,定量预测整个过程密封系统的泄漏率、摩擦力等衡量密封性能的关键参数。结果表明:在一个往复行程中随着速度的增大,单行程泄漏率增加,而摩擦力减小;在行程开始运动瞬间接触宽度、摩擦力、泄漏率会出现急剧变化,且在行程转换时,帽式密封密封圈会出现跳动,会极大影响密封效果;在启动瞬间与启动后摩擦力会出现较大变化,往复密封中启动瞬间密封件的压力与速度的改变会对往复密封系统产生较大影响。瞬态压力处理方法考虑了启动瞬间摩擦力的变化,结果更接近实际运行工况。
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关键词
帽式密封
密封性能
瞬态性能
流固耦合
泄漏量
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Keywords
cap seal
sealing performance
transient performance
fluid-solid coupling
leakage rate
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分类号
TB42
[一般工业技术]
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题名往复密封偏心工况下橡胶O形圈的扭转行为研究
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作者
韩乔光
王慧明
王跃明
郭飞
吕晓仁
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机构
沈阳工业大学机械工程学院
北京清蓝新科密封技术有限公司
清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期22-29,共8页
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基金
国家重点研发计划(2021YFB3400601)。
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文摘
为研究往复密封偏心工况下O形圈的扭转行为,基于ABAQUS有限元软件建立三维模型模拟密封圈在偏心工况下的服役状态。通过改变压缩率、偏心量、介质压力等参数,分析不同工况下O形圈的扭转行为,对造成扭转的原因进行初步分析,并讨论压缩率、介质压力以及偏心量对于扭转角度的影响关系及扭转状态下泄漏量、摩擦力的变化规律。结果表明:转角大于1.6°时在扭转处会发生接触应力的突变;外行程中,随着压缩率提高和扭转角度增大,扭转处的密封面接触压力降低;减小偏心量有助于抑制扭转现象的发生,适当的流体压力范围也可以降低扭转;偏心工况对于密封圈在单位长度上的泄漏量与摩擦力有较大影响,在压缩侧泄漏量下降了而摩擦力上升,会使得该区域的润滑状态劣化,加速磨损失效;在放松侧接触压力较小因而泄漏量增大,不利于密封。
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关键词
橡胶O形圈
往复密封
偏心
扭转
流固耦合
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Keywords
rubber O-ring
reciprocating sealing
eccentricity
twist
fluid structure coupling
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分类号
TH136
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名石油井安全阀弹簧蓄能密封性能分析及结构优化
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作者
纪佳馨
杨志康
张帆
陈升山
王跃明
郭飞
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机构
中国石油大学(华东)机电工程学院
清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室
北京清蓝新科密封技术有限公司
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1-9,共9页
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基金
国家重点研发计划项目(2021YFB3400601)。
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文摘
为研究一种适用于超高压石油井安全阀用密封圈,设计一种适用于做往复运动的弹簧蓄能密封圈结构方案,并分析密封圈唇口结构对密封性能的影响规律。通过构建V形等效弹簧建立二维轴对称模型,借助ABAQUS有限元仿真软件分析不同唇口结构的接触应力状态;以泄漏量为指标,评价单唇和双唇在介质压力35、70、105 MPa和相对运动速度4~8 mm/s下的密封性能;并在双唇口结构优化的基础上,分析唇口角度和唇口间距对密封性能的影响规律。结果表明:在70 MPa介质压力以下,单/双唇结构的密封性能随介质压力变化的趋势相同,随着介质压力逐渐升高,双唇结构的优势逐渐明显;双唇优化后,唇口角度和唇口间距仅对唇口局部接触压力分布有影响,对密封性能的影响十分有限;相对运动速度对2种结构的密封性能影响具有相同的规律;双唇结构密封性能整体比单唇结构提高约25%。
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关键词
弹簧蓄能密封
弹簧等效
双唇结构
泄漏量
石油井安全阀
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Keywords
spring energy storage seal
spring equivalent
double lip structure
leakage amount
oil well safety valve
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分类号
TH136
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名酸性介质条件下的橡胶密封条加速老化寿命预测
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作者
吴浩春
吕晓仁
姚志宏
王跃明
郭飞
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机构
沈阳工业大学机械工程学院
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出处
《润滑与密封》
2025年第3期41-48,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2021YFB3400600)。
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文摘
采用热空气加速老化试验,研究在酸性介质环境及不同温度下三元乙丙橡胶(EPDM)老化后的力学性能和压缩永久变形,利用Arrhenius方程,拟合压缩永久变形量与时间、温度的关系,建立时温等效模型。以压缩永久变形量80%和密封能力作为判断标准,预测得出三元乙丙橡胶在60℃温度下的寿命为606天。构建有限元仿真模型,获取不同老化时间后橡胶密封条密封面的接触压力,通过流固耦合分析计算得出,老化15天密封胶条泄漏率为0.188 mL/h。将在酸性介质环境下老化不同天数的橡胶密封条,放入试验工装中进行气泡法试验验证,发现老化14天之后,有小气泡产生,发生泄漏。对比数值仿真得到的结果和试验结果,发现理论模型与实际情况一致性较好,验证了该理论模型可为橡胶密封条的老化行为分析,对工业生产及实际应用提供指导。
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关键词
橡胶密封
老化
酸性介质
寿命预测
流固耦合
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Keywords
rubber seal
aging
acidic media
life prediction
fluid-solid coupling
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分类号
TB42
[一般工业技术]
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