【摘要】：軸承密封圈是產(chǎn)品密封的重要元器件。目前,國(guó)內(nèi)軸承密封圈的優(yōu)化設(shè)計(jì)大多借鑒國(guó)外,工程師憑借自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化密封圈結(jié)構(gòu),優(yōu)化效率較低及優(yōu)化效果具有一定局限性。因此,研究基于仿真技術(shù)的唇形橡膠密封圈靜態(tài)密封性能快速評(píng)估與優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),對(duì)于提升產(chǎn)品質(zhì)量和加快企業(yè)市場(chǎng)需求快速響應(yīng)速度具有重要的意義。本文基于數(shù)值模擬及二次開(kāi)發(fā)技術(shù)研究唇形橡膠密封件性能快速評(píng)估與優(yōu)化技術(shù)。采用CAD和CAE參數(shù)化建模技術(shù),基于NX與ANSYS軟件平臺(tái),建立唇形橡膠密封圈靜密封性能評(píng)估技術(shù)。結(jié)合Isight多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法,在唇形密封圈結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)密封性能指標(biāo)靈敏度分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了主唇的密封性能優(yōu)化。最后,基于唇形密封圈物理模型與流程定制開(kāi)發(fā)技術(shù)開(kāi)發(fā)了密封性能評(píng)估與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化平臺(tái),提高了密封圈靜密封性能仿真與優(yōu)化效率。首先,基于ANSYS軟件研究唇形橡膠密封圈靜密封性能評(píng)估技術(shù)。基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,分析了唇形密封圈性能評(píng)估與優(yōu)化指標(biāo)。考慮到橡膠密封裝配過(guò)程的幾何非線性、材料非線性與接觸非線性,研究了基于ANSYS的非線性靜力學(xué)瞬態(tài)分析技術(shù),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了仿真建模技術(shù)的有效性。然后,采用CAD與CAE參數(shù)化建模方式,結(jié)合Isight多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法,研究了唇形密封件密封性能多目標(biāo)優(yōu)化建模技術(shù)。采用NX軟件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了唇形密封模型參數(shù)化變型�；贏NSYS參數(shù)化語(yǔ)言APDL,實(shí)現(xiàn)了唇形密封圈性能仿真參數(shù)化驅(qū)動(dòng)。最后,基于Isight平臺(tái),集成CAD與CAE參數(shù)化模型,結(jié)合唇形密封圈多目標(biāo)優(yōu)化要求,研究了多目標(biāo)優(yōu)化理論與多目標(biāo)優(yōu)化算法。進(jìn)而,針對(duì)密封圈主唇口密封性能優(yōu)化目標(biāo),優(yōu)化唇形密封圈結(jié)構(gòu)參數(shù)。在研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)優(yōu)化目標(biāo)的影響規(guī)律的基礎(chǔ)上,通過(guò)產(chǎn)品性能的多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù),優(yōu)化了密封件的密封性能,提升了唇形密封圈的設(shè)計(jì)質(zhì)量。最后,針對(duì)產(chǎn)品快速仿真分析需求,基于密封圈物理模型并結(jié)合Femap軟件的流程定制開(kāi)發(fā)技術(shù),開(kāi)發(fā)了唇形密封圈裝配過(guò)程快速仿真與參數(shù)優(yōu)化平臺(tái)。軟件平臺(tái)提供了多種典型產(chǎn)品的性能仿真功能、材料曲線處理功能、基本數(shù)據(jù)管理功能與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化功能。使用分析與優(yōu)化軟件時(shí),設(shè)計(jì)工程師只需關(guān)注產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工況條件,而不需要研究有限元分析技術(shù)細(xì)節(jié),降低了技術(shù)使用門檻,提高了設(shè)計(jì)工程師的工作效率。
【圖文】：

邐杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑１．１為常見(jiàn)的密封產(chǎn)品。逡逑通常使用的軸承密封件由骨架和橡膠構(gòu)件組成［１１］。骨架由金屬材料制成，支逡逑撐整個(gè)密封圈，，并應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。橡膠是最常用的密封材料，主要包括丁腈逡逑橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠、氟橡膠和聚胺脂橡膠。橡膠零件除了具有一定硬度和逡逑彈性外，還必須具有耐磨、抗蠕變和自潤(rùn)滑性能。橡膠材料的質(zhì)量直接影響密封逡逑件的密封性能和使用壽命［１２］。逡逑唇形密封圈屬于精密橡膠密封件。帶骨架的雙唇密封結(jié)構(gòu)通常由安裝在軸承逡逑外圈上的干涉槽固定。在軸承工作期間，在密封唇的表面和旋轉(zhuǎn)軸的表面之間形逡逑成薄油膜，以防止漏油。逡逑

圖１．２論文整體框架結(jié)構(gòu)圖逡逑１．６本章小結(jié)逡逑本章首先介紹了本課題的背景與意義，然后對(duì)軸承橡膠密封件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)逡逑和密封失效形式進(jìn)行了相關(guān)概述與總結(jié)。論文通過(guò)軸承橡膠密封件的相關(guān)文件資逡逑料概述，分別介紹了軸承橡膠密封技術(shù)、橡膠密封圈仿真分析技術(shù)和軸承橡膠密逡逑封結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展。最后，指出了當(dāng)前研宄中存在的問(wèn)題，并介逡逑紹了本文的研宄內(nèi)容。逡逑
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH136

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2700821