高溫合金薄壁波紋零件結(jié)構(gòu)分析與成形試驗研究.pdf

1、高溫合金薄壁波紋形機械密封環(huán)應(yīng)用于航空、航天的密封裝置,能夠大幅度增強結(jié)構(gòu)的密封性能,提高燃料的利用率。隨著航空、航天技術(shù)的發(fā)展,對密封環(huán)的密封性能提出了更高的要求,密封環(huán)的結(jié)構(gòu)形式、尺寸精度、壁厚與壁厚均勻等面臨新的挑戰(zhàn)。
　　為了保證密封環(huán)具有足夠的剛度并保持一定的彈性,且在高溫下具有高的強度,必須對密封環(huán)的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。本文采用有限元分析軟件 ANSYS10.0,分析了波紋形薄壁密封環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)(波高、波距、直徑、壁厚等)對軸

2、向剛度和固有振動頻率的影響規(guī)律;波紋形薄壁密封環(huán)高溫下工作時的溫度場和熱應(yīng)力的影響因素及其變化規(guī)律;密封端面可能的接觸狀態(tài)對泄漏過程流場壓力分布和速度分布的影響規(guī)律。為波紋形薄壁密封環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇提供了依據(jù),隨著波紋結(jié)構(gòu)參數(shù)(波高、波距、直徑、壁厚)的變化,并對結(jié)果進行了初步的優(yōu)化,一般通過改變波高來增強密封環(huán)的性能,將波高控制在波紋半徑的2.3～2.7倍時軸向剛度和固有振動頻率較優(yōu),本文給出了一種優(yōu)化的波紋結(jié)構(gòu)參數(shù):內(nèi)徑為20mm、壁

3、厚為0.5mm、波高為1.7mm、波距為2.4mm、波紋節(jié)數(shù)為4節(jié),波紋結(jié)構(gòu)具有精細(xì)特征;該類型密封環(huán)在高溫條件下的彈性范圍內(nèi)變形時所能承受的內(nèi)壓p最大為65MPa范圍之內(nèi);改進密封端面接觸狀態(tài)可以有效控制泄漏量,既提高密封性能,可以通過提高成形精度和合理選擇波紋結(jié)構(gòu)參數(shù)實現(xiàn)。
　　根據(jù)波紋形薄壁密封環(huán)的結(jié)構(gòu)精細(xì)和薄壁特點,提出了聚氨酯橡膠動模成形方法,對優(yōu)化設(shè)計的波紋形薄壁密封環(huán)進行聚氨酯成形試驗,分析了工藝參數(shù)不同時對成形件尺