發(fā)布時間：2017-08-16 08:48

  本文關(guān)鍵詞：往復(fù)運(yùn)動Y形密封圈溫度場的研究

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【摘要】：液壓技術(shù)已成為各種機(jī)械傳動和自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防等多個領(lǐng)域，其中密封圈作為液壓系統(tǒng)中的重要元件，自身性能的好壞決定著整個機(jī)械系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以密封技術(shù)的發(fā)展能夠推動機(jī)械行業(yè)的更好發(fā)展。本文基于實際鋼廠舉升液壓缸Y形密封圈的失效，以及密封圈在各行業(yè)中的重要作用，分別從密封圈的密封原理、摩擦理論、實際工況、失效形式以及生熱機(jī)理進(jìn)行了分析，采用ANSYS有限元分析軟件研究了密封圈溫度場的分布。 本文確立Y形密封圈為研究對象，介紹了液壓密封圈的失效形式，，并且給出了密封圈失效的兩種判據(jù)，詳細(xì)介紹了橡膠材料的超彈性理論和橡膠材料有限元本構(gòu)模型，同時研究了有限元分析理論在傳熱學(xué)中的應(yīng)用，為后續(xù)密封圈溫度場的研究奠定了基礎(chǔ)。 根據(jù)有限元分析理論建立了密封圈在往復(fù)運(yùn)動時的生熱模型、傳熱模型以及熱邊界模型，研究了密封圈的生熱問題，其生熱的實質(zhì)在于往復(fù)工作時密封材料分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦以及密封圈面上的摩擦生熱；其傳熱問題主要是考慮三大基本的傳熱方式進(jìn)行了分析，同時研究了密封圈工作時其溫度場的熱邊界條件。并且通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和分析，預(yù)測了密封圈在工作中的溫度場可能出現(xiàn)的分布情況。 采用有限元分析軟件ANSYS12.0對橡膠密封圈做溫度場研究，建立了密封圈的有限元模型，確定了密封圈溫度場仿真的各個參數(shù)，且分別以內(nèi)熱源的形式對密封圈往復(fù)運(yùn)動順逆行程進(jìn)行熱分析，得到密封圈順逆行程的溫度場分布，通過分析確定了逆行程對密封圈的損耗比順行程更大；同時采用控制單變量法分析了影響密封圈溫升的因素（如速度、工作壓力、損耗因子等）對其溫度場的影響，即密封圈溫度場隨各影響因素的變化情況，得到密封圈在往復(fù)運(yùn)動過程中其溫度隨著工作壓力、往復(fù)運(yùn)動速度的增大而增加，同時在密封圈設(shè)計選材時要盡可能選擇損耗因子較小的橡膠材料。 為降低密封圈往復(fù)運(yùn)動過程中的溫升，本文對Y形密封圈做了增加散熱孔的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時分析了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可行性；且使用ANSYS12.0有限元軟件進(jìn)行模型建立、溫度場仿真分析，驗證了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的效果，從理論上可以降低密封圈的溫升，改善其密封性能。
【關(guān)鍵詞】：往復(fù)運(yùn)動 密封圈 溫度場
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.5
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文對橡膠密封圈溫度場的研究15-17
• 1.3.1 本文的研究方向16
• 1.3.2 本文的目的和意義16-17
• 1.3.3 本文的研究內(nèi)容17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 2 液壓密封圈的失效18-21
• 2.1 液壓密封圈的主要失效形式18-19
• 2.2 液壓密封圈失效準(zhǔn)則19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 3 有限元分析理論及方法21-30
• 3.1 引言21-22
• 3.1.1 有限元法概述21
• 3.1.2 有限元法的發(fā)展歷程21-22
• 3.2 結(jié)構(gòu)非線性理論22-26
• 3.2.1 非線性分析類型22-24
• 3.2.2 非線性求解24-25
• 3.2.3 橡膠材料超彈性理論25-26
• 3.3 傳熱學(xué)理論26-29
• 3.3.1 ANSYS 軟件中熱分析單元介紹26-27
• 3.3.2 熱分析類型27
• 3.3.3 熱傳遞方式27-28
• 3.3.4 溫度載荷28-29
• 3.3.5 非線性熱分析29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 4 往復(fù)運(yùn)動橡膠密封圈溫度場的研究30-42
• 4.1 溫度場熱分析理論30-34
• 4.1.1 基本假設(shè)30
• 4.1.2 Y 形密封圈溫度場熱分析30-34
• 4.2 Y 形密封圈熱源分析34-37
• 4.2.1 密封材料的滯后生熱34-36
• 4.2.2 摩擦生熱36-37
• 4.3 Y 形密封圈的傳熱研究37-38
• 4.4 Y 形密封圈的熱平衡數(shù)學(xué)模型38-39
• 4.5 往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈溫度場邊界條件的研究39-40
• 4.6 往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈溫度場分布的研究40-41
• 4.7 本章小結(jié)41-42
• 5 往復(fù)運(yùn)動 Y 形橡膠密封圈溫度場仿真42-60
• 5.1 往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈的有限元建模42-47
• 5.1.1 往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈的幾何模型42-44
• 5.1.2 Y 形密封圈的仿真模型44-45
• 5.1.3 Y 形密封圈溫度場的單元模型45
• 5.1.4 Y 形密封圈溫度場的材料模型45-46
• 5.1.5 Y 形密封圈溫度場的網(wǎng)格模型46-47
• 5.2 往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈溫度場仿真參數(shù)47-50
• 5.2.1 對流換熱系數(shù)47-48
• 5.2.2 生熱率48-49
• 5.2.3 摩擦生熱產(chǎn)生的熱流密度49-50
• 5.3 往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈溫度場仿真50-51
• 5.4 往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈溫度場的有限元仿真結(jié)果分析51-56
• 5.5 影響往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈溫度場的因素56-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 6 往復(fù)運(yùn)動 Y 形密封圈的結(jié)構(gòu)優(yōu)化60-69
• 6.1 降低密封圈溫升的理念60
• 6.2 密封圈結(jié)構(gòu)優(yōu)化60-61
• 6.3 密封圈優(yōu)化結(jié)構(gòu)仿真分析61-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 在學(xué)研究成果74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 何燕;李海濤;馬連湘;;炭黑填充橡膠的熱傳導(dǎo)理論模型及應(yīng)用研究[J];橡膠工業(yè);2010年01期

2 楊政輝;;柱塞式液壓缸密封系統(tǒng)的分析與應(yīng)用[J];液壓與氣動;2011年04期

3 侯友夫;往復(fù)矩形密封的理論分析和實驗研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;1997年01期

4 韓傳軍;張杰;;矩形橡膠密封圈的有限元分析及優(yōu)化[J];橡膠工業(yè);2013年02期

本文編號：682339