工程中由于密封件形狀多樣化和表面接觸壓力復(fù)雜多變,現(xiàn)有分析方法難以快速對(duì)密封性能進(jìn)行定量分析。提出一種將密封接觸壓力引起的粗糙表面泄漏間隙變化等效為平行泄漏間隙,進(jìn)而采用可壓縮雷諾方程進(jìn)行漏率計(jì)算的方法。該方法可快速計(jì)算各種工況下的密封性能。通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)量漏率實(shí)驗(yàn),標(biāo)定出接觸壓力和泄漏間隙的關(guān)系�；谠撽P(guān)系,將由有限元模型計(jì)算得到的密封接觸壓力分布轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃叫行孤╅g隙分布,進(jìn)而通過(guò)雷諾方程計(jì)算出密封界面的漏率。通過(guò)D形截面墊片驗(yàn)證漏率預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,該方法能夠快速準(zhǔn)確計(jì)算出不均勻密封接觸壓力表面的漏率。 

【文章來(lái)源】：潤(rùn)滑與密封. 2020,45(03)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

墊片密封結(jié)構(gòu)模型

通過(guò)分析圖2可以發(fā)現(xiàn),蓋狀平墊片的密封表面上的接觸壓力分布波動(dòng)不到20%,可以認(rèn)為接觸壓力是均勻分布的。而采用一面粘接的平墊片密封表面上的接觸壓力波動(dòng)超過(guò)50%,與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的假設(shè)不符,因此采用蓋狀墊片更能滿足設(shè)計(jì)要求。1.3 平行間隙漏率理論計(jì)算方法

實(shí)驗(yàn)的被檢容器采用法蘭-螺栓結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3),通過(guò)16個(gè)螺栓施加預(yù)緊力,保證密封墊片上接觸壓力均勻。法蘭盤為19 mm厚的有機(jī)玻璃,既能保證法蘭的剛度,又能觀測(cè)到墊片接觸區(qū)的變化。由于墊片受壓后,接觸面積難以精確測(cè)量,所以采用有限元模型計(jì)算的方法得到墊片上的接觸面積。模型計(jì)算出的接觸面積和通過(guò)有機(jī)玻璃觀測(cè)到的墊片接觸面積變化基本一致。墊片表面的接觸壓力是均勻的,通過(guò)螺栓預(yù)緊力和墊片表面的接觸面積可以計(jì)算出接觸壓力。結(jié)合實(shí)測(cè)的漏率可以標(biāo)定出等效平行泄漏間隙和接觸壓力的關(guān)系,為預(yù)測(cè)模型提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)通過(guò)螺栓施加不同的預(yù)緊力,測(cè)量密封結(jié)構(gòu)在0.2 MPa壓差下的泄漏率。根據(jù)Roth模型[10-11],流體泄漏間隙h和接觸壓力p的關(guān)系式為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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