金屬橡膠材料具有良好的力學(xué)特性和物理性能,能夠適應(yīng)航空航天領(lǐng)域、尖端武器裝備中某些極端工況的工作環(huán)境,將其應(yīng)用于氣密封領(lǐng)域能很好的解決相應(yīng)的氣密封問題。然而,尚未出現(xiàn)將金屬橡膠材料用于氣密封領(lǐng)域的研究,針對氣密封的理論研究也很不成熟。本文針對應(yīng)用于氣密封的金屬橡膠密封件,利用仿真和試驗的方法來對其密封性能進(jìn)行研究。針對密封系統(tǒng)的密封性能,本文基于流體在粗糙表面之間的流動特性,對粗糙表面之間不可壓縮流體與可壓縮性流體的流體流量表達(dá)式進(jìn)行推導(dǎo),并以此為基礎(chǔ),進(jìn)而推導(dǎo)了隨機(jī)粗糙表面之間的氣體泄漏率的公式,同時對壓力與溫度作用下氣體黏度的計算方法進(jìn)行了推導(dǎo),并基于Persson接觸理論,對隨機(jī)粗糙表面之間泄漏間隙的計算方法進(jìn)行了研究�；谄叫袌A盤模型簡化了金屬橡膠密封件密封模型,對其氣密封泄漏率的計算公式進(jìn)行了推導(dǎo)�；陔S機(jī)粗糙表面模擬的基礎(chǔ)理論,利用MATLAB軟件實現(xiàn)了對具有不同表面形貌特征參數(shù)的粗糙表面的模擬。并通過掃描電子顯微鏡和表面輪廓儀對金屬橡膠密封件的表面形貌特征進(jìn)行了測試與分析,獲取了其表面形貌的特征參數(shù),進(jìn)而實現(xiàn)了對金屬橡膠密封件的粗糙表面的模擬。以金屬橡膠密封系統(tǒng)的宏觀接觸模型為基礎(chǔ),利用有限元分析軟件分析得出了不同試驗工況下泄漏接觸區(qū)域最大接觸應(yīng)力值,并以此為基礎(chǔ),在該密封系統(tǒng)的微觀接觸模型中,分析了不同試驗工況下的接觸區(qū)域分布情況,并獲取了不同工況下的臨界放大倍數(shù)。同時研究了表面形貌特征參數(shù)對于臨界放大倍數(shù)和氣體泄漏率的影響情況。利用仿真結(jié)果求解得到了不同試驗工況下的金屬橡膠密封件氣密封泄漏率。根據(jù)試驗臺的性能要求,設(shè)計了金屬橡膠密封件氣密封試驗臺的總體結(jié)構(gòu)與工作方式,并基于差壓檢漏的原理設(shè)計了泄漏量的檢測系統(tǒng),研究了不同工況下氣體泄漏率試驗值的計算方法。搭建試驗臺并對其進(jìn)行了性能調(diào)試,通過氣密封性能試驗研究了金屬橡膠密封件氣密封泄漏率與壓力和溫度的關(guān)系,將試驗結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH136
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文4-15]，這些標(biāo)準(zhǔn)的建立使得密封技術(shù)的發(fā)展得以更加規(guī)范，發(fā)。密封行業(yè)的巨頭，美國的 Parker 公司在密封領(lǐng)域投入了大泛應(yīng)用于汽車工業(yè)（圖 1-1）、石油、機(jī)械、建材、輕工、紡域。針對不同的工況，其開發(fā)了不同截面形狀的各類異形密圈、U 型密封圈、E 型密封圈、W 型密封圈等，針對不同的工于活塞桿密封、活塞密封、旋轉(zhuǎn)密封、導(dǎo)向元件密封等各類密覆蓋了液壓密封件、氣動密封件、PTFE 密封件、柔性密封件產(chǎn)品具有非常優(yōu)異的密封性能。而 O 型密封圈因為其簡單的，其研究相對于其他密封件而言更加深入。

a) 金屬橡膠減振墊 b) 金屬橡膠減振器圖 1-2 金屬橡膠減振墊和金屬橡膠減振器金屬橡膠材料在密封領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用，金屬橡膠密封件因其優(yōu)良性能而得到深入的研究。圖 1-3a)、b)分別顯示了具有不同包覆層的密封件和在高溫工況下的應(yīng)用。a) 具有不同包覆層結(jié)構(gòu)的金屬橡膠密封件 b) 高溫密封用金屬橡膠密封件圖 1-3 金屬橡膠密封件目前針對金屬橡膠密封技術(shù)的研究方向主要集中在密封件結(jié)構(gòu)形式、密

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文用。圖 1-2a)、b)分別顯示的是哈工大金屬橡膠研究所研制的金屬橡膠減振墊為某發(fā)動機(jī)研制的金屬橡膠減振器產(chǎn)品。a) 金屬橡膠減振墊 b) 金屬橡膠減振器圖 1-2 金屬橡膠減振墊和金屬橡膠減振器金屬橡膠材料在密封領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用，金屬橡膠密封件因其優(yōu)良性能而得到深入的研究。圖 1-3a)、b)分別顯示了具有不同包覆層的密封件和在高溫工況下的應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張生光;王文中;;基于快速傅里葉變換的三維非高斯粗糙表面數(shù)值仿真[J];中國科技論文;2014年08期

2 付密果;劉源;崔敏亮;曹鳴;;空間飛行器用金屬橡膠減振器[J];光學(xué)精密工程;2013年05期

3 炊明偉;馮有前;王崴;李培林;馬軍林;;三維高斯粗糙表面數(shù)字化模擬方法[J];表面技術(shù);2013年02期

4 李拓;白鴻柏;路純紅;李玉龍;;金屬橡膠的研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J];新技術(shù)新工藝;2013年03期

5 許靜;彭旭東;白少先;孟祥鎧;李紀(jì)云;;氣體熱黏效應(yīng)對干氣密封性能影響的數(shù)值分析[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2012年05期

6 姚博;蔡力勛;江亞男;;壓力容器O形金屬密封環(huán)的回彈行為研究[J];中國測試;2012年01期

7 任曉;吳承偉;周平;;粗糙表面的氣體密封性能研究[J];機(jī)械工程學(xué)報;2010年16期

8 謝俊;周密;楊田;黃衛(wèi)星;李曉鐘;;基于ANSYS的金屬O形環(huán)彈塑性接觸分析[J];流體機(jī)械;2009年04期

9 王之櫟,王宗根;航空發(fā)動機(jī)刷密封技術(shù)發(fā)展與展望[J];潤滑與密封;2005年05期

10 穆志韜,邢耀國;固體發(fā)動機(jī)密封技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J];機(jī)床與液壓;2004年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 閆曉亮;高速滾動軸承的混合潤滑性能及疲勞壽命研究[D];北京理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 姚偉;金屬橡膠密封件失效模型及性能退化研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 黃國冠;氟塑料包覆硅橡膠O型密封圈的性能表征及應(yīng)用研究[D];華東理工大學(xué);2017年

3 趙亞磊;金屬橡膠密封件往復(fù)軸動密封性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

4 楊文健;硬密封結(jié)構(gòu)界面泄漏特性的數(shù)值分析及理論預(yù)測方法[D];華中科技大學(xué);2016年

5 秦奮起;微觀粗糙表面的數(shù)值模擬及其對滾動接觸疲勞壽命的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 劉建國;高溫環(huán)境下金屬橡膠密封件封嚴(yán)特性分析及試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 蔣敏;強(qiáng)制密封球閥密封特性仿真分析與實驗研究[D];上海交通大學(xué);2015年

8 邢敏杰;航空發(fā)動機(jī)中W形金屬密封環(huán)密封性能及泄漏研究[D];北京理工大學(xué);2015年

9 張文靜;金屬橡膠密封件泄漏率分析及試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

10 李遠(yuǎn)超;金屬橡膠密封件溫度特性研究及專用試驗臺研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

本文編號：2813581