本文關(guān)鍵詞：高壓容器密封結(jié)構(gòu)有限元分析與優(yōu)化設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高壓容器作為一種常用的壓力設(shè)備,在現(xiàn)今的工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活的各個領(lǐng)域已經(jīng)得到了大量使用。尤其是在工業(yè)革命之后,由于工業(yè)發(fā)展的大力需求各種類型的壓力容器層出不窮,為國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的硬件支持。密封結(jié)構(gòu)作為高壓容器中的重要部件,對壓力容器的整體使用性能有著至關(guān)重要的作用。因此,高壓容器中密封結(jié)構(gòu)的受力分析對提高設(shè)備使用性能、延長使用壽命以及增強使用功能都有十分重要的意義。同時,對密封結(jié)構(gòu)的選材、設(shè)計、制造以及可靠性也具有理論指導(dǎo)和理論支持的作用。本文通過簡單介紹目前國內(nèi)外學(xué)者對密封結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究成果,在總結(jié)已有研究成果和繼承前人研究的基礎(chǔ)上,運用有限元方法對O形橡膠圈密封結(jié)構(gòu)進行了數(shù)值模擬,得到了具有工程應(yīng)用價值的一系列數(shù)據(jù)以及相關(guān)結(jié)論。主要研究內(nèi)容有以下四個方面：(1)通過對O形橡膠密封圈密封結(jié)構(gòu)建立了二維平面應(yīng)變模型,利用大型有限元分析軟件的協(xié)同仿真環(huán)境,分析了密封圈在安裝使用中與密封槽的接觸情況和密封圈截面應(yīng)力的分布規(guī)律。(2)通過分析密封圈在無內(nèi)壓作用時等效應(yīng)力、接觸壓力的分布,以及兩者與壓縮率之間的變化關(guān)系,并將有限元模擬結(jié)果與Lindley半經(jīng)驗關(guān)系式、Wendt關(guān)系式及實驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證了有限元建模方法的可靠性,得到了接觸壓力峰值隨壓縮率增大而增大的規(guī)律。(3)通過分析密封圈在有內(nèi)壓作用時等效應(yīng)力、最大剪切應(yīng)力及接觸壓力的分布,以及它們與容器內(nèi)壓值、密封槽底部倒角及棱角倒角半徑之間的變化關(guān)系,得到了在較高內(nèi)壓作用時密封圈截面的易受損位置。(4)根據(jù)對單凹槽式密封結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果提出了雙凹槽式密封結(jié)構(gòu),并驗證了在僅改變密封槽尺寸設(shè)計的情況下,這種優(yōu)化設(shè)計方案具有更良好的密封性能,為O形橡膠密封結(jié)構(gòu)的可靠設(shè)計、優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：O形橡膠密封圈 密封原理 等效應(yīng)力 剪切應(yīng)力 接觸壓力
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH49;TB42
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 問題研究背景13-14
• 1.2 壓力容器概述14-15
• 1.2.1 壓力容器的定義14
• 1.2.2 壓力容器的分類14-15
• 1.3 密封結(jié)構(gòu)介紹15-18
• 1.3.1 密封結(jié)構(gòu)的定義15
• 1.3.2 高壓容器密封結(jié)構(gòu)的分類15
• 1.3.3 密封結(jié)構(gòu)的原理15-18
• 1.4 目前研究現(xiàn)狀18-20
• 1.5 本文的主要工作20-21
• 1.6 本章小結(jié)21-22
• 第二章 橡膠材料相關(guān)理論22-27
• 2.1 引言22
• 2.2 橡膠材料的力學(xué)特性22-23
• 2.2.1 材料非線性22-23
• 2.2.2 幾何非線性23
• 2.2.3 邊界非線性23
• 2.3 超彈性體非線性本構(gòu)關(guān)系23-26
• 2.3.1 小變形時的彈性性質(zhì)23-24
• 2.3.2 大變形時的通用理論24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 O形橡膠密封圈簡介27-37
• 3.1 引言27-28
• 3.2 O形橡膠密封圈概述28-34
• 3.2.1 什么是O形橡膠密封圈28-29
• 3.2.2 O形橡膠密封圈的適用范圍29
• 3.2.3 O形橡膠密封圈的主要失效原因29-33
• 3.2.4 O形橡膠密封圈失效判斷準則33-34
• 3.3 O形橡膠密封圈的工作原理34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 有限元法與分析軟件簡介37-45
• 4.1 引言37-38
• 4.2 分析軟件介紹38-44
• 4.2.1 分析軟件概述38
• 4.2.2 分析軟件的基本假設(shè)38-39
• 4.2.3 幾何建模39
• 4.2.4 網(wǎng)格劃分39-40
• 4.2.5 接觸問題簡介40-43
• 4.2.6 靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析43-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 第五章 單凹槽式O形圈密封結(jié)構(gòu)分析45-76
• 5.1 引言45
• 5.2 計算模型建立45-50
• 5.2.1 幾何模型45-47
• 5.2.2 基本假設(shè)47-48
• 5.2.3 材料參數(shù)選取48
• 5.2.4 接觸設(shè)置48-49
• 5.2.5 網(wǎng)格劃分49-50
• 5.3 模型驗證50-61
• 5.3.1 無限制密封槽模型50-56
• 5.3.2 兩側(cè)受限制密封槽模型56-61
• 5.4 密封圈預(yù)緊狀態(tài)計算結(jié)果61-62
• 5.5 密封圈工作狀態(tài)計算結(jié)果62-75
• 5.5.1 內(nèi)壓對等效應(yīng)力分布的影響62-63
• 5.5.2 內(nèi)壓對最大剪切應(yīng)力分布的影響63-65
• 5.5.3 內(nèi)壓對接觸壓力分布的影響65-67
• 5.5.4 倒角取值對接觸壓力分布的影響67-68
• 5.5.5 壓縮率對等效應(yīng)力分布的影響68-70
• 5.5.6 壓縮率對最大剪切應(yīng)力分布的影響70-71
• 5.5.7 摩擦系數(shù)對等效應(yīng)力分布的影響71-73
• 5.5.8 摩擦系數(shù)對最大剪切應(yīng)力分布的影響73-75
• 5.6 本章小結(jié)75-76
• 第六章 雙凹槽式O形圈密封結(jié)構(gòu)分析76-86
• 6.1 引言76
• 6.2 雙凹槽式密封結(jié)構(gòu)設(shè)計方案76-78
• 6.2.1 幾何模型76-77
• 6.2.2 有限元模型77-78
• 6.3 雙凹槽式密封結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)計算結(jié)果78-85
• 6.3.1 內(nèi)壓對等效應(yīng)力分布的影響78-80
• 6.3.2 內(nèi)壓對最大剪切應(yīng)力分布的影響80-81
• 6.3.3 內(nèi)壓對接觸壓力分布的影響81-83
• 6.3.4 倒角取值對接觸壓力分布的影響83-85
• 6.4 本章小結(jié)85-86
• 第七章 結(jié)論與展望86-88
• 7.1 主要結(jié)論86-87
• 7.2 研究展望87-88
• 參考文獻88-91
• 致謝91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 龔步才;O型圈在靜密封場合的選用[J];流體傳動與控制;2005年04期

  本文關(guān)鍵詞：高壓容器密封結(jié)構(gòu)有限元分析與優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：370459