發(fā)布時間：2022-10-04 15:50

　　液壓直線往復密封因其良好的追隨性、補償性和較低的摩擦阻力,廣泛應用于航空、航天、船舶、汽車和工程機械等領域的液壓缸設備中,用于防止油液的外漏以及外界污染物侵入液壓系統(tǒng)。它的失效會直接影響液壓系統(tǒng)的效率,導致巨大的經(jīng)濟損失,嚴重時甚至會帶來人身安全事故。因此,理論分析結合實驗研究,開展液壓直線往復密封的機理揭示及性能預測研究,有助于高壽命、高可靠性密封的研制,有利于推動往復密封設計方法及理論體系的完善與發(fā)展,對保障我國關鍵液壓設備的安全可靠性、實現(xiàn)我國高端密封產(chǎn)品的國產(chǎn)化具有重要的理論價值和實際意義�；谲洀椓鳚櫥碚�,建立了多尺度多物理場耦合的等溫軟彈流混合潤滑模型,采用有限單元法耦合求解并驗證了數(shù)值仿真模型的正確性。模型耦合考慮了界面油膜的流體力學分析、密封圈表面粗糙峰與活塞桿之間的接觸力學分析、密封圈的宏觀固體力學分析以及接觸區(qū)密封表面的微觀變形分析。在等溫條件下,對比分析了不同工況參數(shù)下橡膠O形圈和橡塑組合斯特封界面油膜壓力和膜厚的分布,揭示了典型往復密封的混合潤滑機理,獲得了往復速度、介質壓力和摩擦配副表面粗糙度等關鍵工況和表面形貌參數(shù)對典型往復密封性能的影響規(guī)律,指出斯特封唇... 

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 液壓往復密封結構及原理概述
        1.2.1 液壓往復密封典型結構
        1.2.2 液壓往復密封工作原理
    1.3 液壓往復密封軟彈流研究現(xiàn)狀
        1.3.1 軟彈流潤滑理論現(xiàn)狀
        1.3.2 往復密封理論研究現(xiàn)狀
        1.3.3 往復密封實驗研究現(xiàn)狀
    1.4 研究現(xiàn)狀總結及存在問題
    1.5 研究內(nèi)容與方法
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 研究方法與技術路線
第二章 等溫軟彈流混合潤滑模型與密封性能分析
    2.1 引言
    2.2 等溫軟彈流混合潤滑模型
        2.2.1 模型假設
        2.2.2 流體力學分析
        2.2.3 接觸力學分析
        2.2.4 固體力學分析
        2.2.5 微觀變形分析
        2.2.6 軟彈流模型的計算流程
    2.3 數(shù)值計算方法及驗證
    2.4 典型往復密封結構穩(wěn)態(tài)性能分析
        2.4.1 橡膠O形往復密封件
        2.4.2 橡塑組合斯特封密封件
    2.5 本章小結
第三章 熱彈流混合潤滑模型與O形圈穩(wěn)態(tài)性能分析
    3.1 引言
    3.2 熱彈流混合潤滑模型的建立
        3.2.1 幾何模型
        3.2.2 數(shù)學模型
        3.2.3 邊界條件
    3.3 數(shù)值計算方法及驗證
    3.4 牛頓流體潤滑O形圈穩(wěn)態(tài)性能分析
        3.4.1 熱效應對密封性能的影響機制分析
        3.4.2 工況參數(shù)對熱流體動力潤滑特性的影響
    3.5 非牛頓流體潤滑O形圈穩(wěn)態(tài)性能分析
        3.5.1 非牛頓流體廣義雷諾方程推導
        3.5.2 流變屬性對密封行為的影響機制分析
        3.5.3 工況參數(shù)對熱動力潤滑特性的影響
    3.6 本章小結
第四章 變速工況下O形圈瞬態(tài)混合熱彈流潤滑分析
    4.1 引言
    4.2 數(shù)學模型
        4.2.1 瞬態(tài)廣義雷諾方程
        4.2.2 瞬態(tài)能量方程
        4.2.3 瞬態(tài)熱傳導方程
        4.2.4 數(shù)值計算方法
    4.3 變速運動工況的確定
    4.4 變速瞬時工況下密封性能分析
        4.4.1 密封性能時變規(guī)律分析
        4.4.2 工況參數(shù)對瞬態(tài)密封性能的影響
    4.5 油膜水污染對瞬態(tài)密封性能的影響
        4.5.1 油水兩相流物性模型
        4.5.2 油膜水污染對潤滑特性的影響
    4.6 本章小結
第五章 液壓往復密封實驗臺架設計與O形圈性能實驗研究
    5.1 引言
    5.2 實驗方案及原理
    5.3 液壓往復密封實驗裝置
        5.3.1 液壓往復實驗臺架整體設計
        5.3.2 滑臺驅動系統(tǒng)設計
        5.3.3 液壓泵站設計
        5.3.4 實驗缸結構設計
        5.3.5 測試系統(tǒng)設計
    5.4 關鍵實驗參數(shù)的測量與采集
        5.4.1 摩擦力測量
        5.4.2 泄漏量測量
        5.4.3 界面溫度測量
        5.4.4 表面形貌測量
    5.5 實驗結果與分析
        5.5.1 準恒速工況密封性能分析
        5.5.2 變速工況密封性能分析
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
    3 參與的科研項目及獲獎情況
    4 發(fā)明專利
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]粘彈性力學中的辛方法[D]. 張維祥.大連理工大學 2007

碩士論文
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[2]配副表面粗糙紋理對橡膠密封圈摩擦學性能影響研究[D]. 董峰.浙江工業(yè)大學 2017
[3]熱氧老化對干摩狀態(tài)下丁腈橡膠摩擦學特性影響的研究[D]. 李欣欣.浙江工業(yè)大學 2016
[4]高壓航空作動器主密封性能研究[D]. 吳長貴.清華大學 2016
[5]Y型氣動密封圈的可靠性建模與實驗研究[D]. 迪力夏提·艾海提.清華大學 2015
[6]橡膠密封圈粘彈特性研究[D]. 陸婷婷.北京化工大學 2015
[7]沖壓裝備用往復密封特性的仿真研究[D]. 黃樂.清華大學 2015
[8]飛機作動筒動密封試驗系統(tǒng)開發(fā)及仿真分析[D]. 劉奔.浙江大學 2014
[9]液壓作動器的密封磨粒磨損及壽命預測若干問題研究[D]. 吳瓊.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3685318