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斯特林机帽式密封性能分析及回归参数优化设计 被引量：1
1
作者 杨东亚 张海龙 +2 位作者 王学霖 王锋 高贵 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期287-300,共14页
为改善斯特林机活塞杆帽式密封性能,首先采用数值仿真分析了5 MPa工质压力下其静、动态力学特性,从而获取了O型圈内径尺寸L_(N)、C型环径向壁厚T和装配过盈量S这3个关键结构参数对密封性能的影响规律。在此基础上,利用回归设计法以配伍... 为改善斯特林机活塞杆帽式密封性能,首先采用数值仿真分析了5 MPa工质压力下其静、动态力学特性,从而获取了O型圈内径尺寸L_(N)、C型环径向壁厚T和装配过盈量S这3个关键结构参数对密封性能的影响规律。在此基础上,利用回归设计法以配伍面最大接触压力平稳且密封可靠为优化目标,对密封结构的上述3个关键参数进行优化设计以确定其最佳匹配方案,最后通过密封试验台验证了本文优化设计方法的准确性和普适性。结果表明:活塞杆与C型环密封面中间区域上最大接触压力随L_(N)和S的增大而增大,但随T的增大而减小;通过估计回归系数和方差分析(ANOVA)发现,L_(N)对密封性能影响最为显著、S次之、T影响最小;L_(N)和T、L_(N)和S交互项对响应显著,而T和S交互项对响应不显著;当L_(N)为13.745 mm、T为0.40 mm和S为0.020 mm时,优化密封件对应的正行程最大接触压力为9.01 MPa、回程为9.75 MPa,较工程在用密封件(L_(N)=13.780 mm、T=0.50 mm、S=0 mm)最大接触压力分别降低了14.7%和25.5%。实验进一步验证了优化密封件的密封性能和使用寿命均优于工程在用密封件,并且在不同工质压力下优化密封件的接触压力均匀性更好,减摩延寿效果显著,充分证明本文性能分析与优化设计方法准确有效。 展开更多
关键词 斯特林机 帽式密封 性能分析 参数优化 回归设计
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斯特林机活塞杆帽式密封结构改进研究 被引量：1
2
作者 杨东亚 孙荣拓 +1 位作者 李佳骏 薛薇 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期142-147,共6页
为解决斯特林机活塞杆处介质泄漏的问题,对其帽式密封结构进行改进,并利用有限元分析软件ANSYS建立其二维轴对称模型;基于实际运行工况,分析比较改进密封结构的性能指标,并通过改变边界条件,探究介质压力、摩擦因数及活塞杆运行速度对... 为解决斯特林机活塞杆处介质泄漏的问题,对其帽式密封结构进行改进,并利用有限元分析软件ANSYS建立其二维轴对称模型;基于实际运行工况,分析比较改进密封结构的性能指标,并通过改变边界条件,探究介质压力、摩擦因数及活塞杆运行速度对改进密封结构性能影响规律。结果表明:改进的密封结构消除了原有结构O形圈的应力集中问题,提高了最大接触应力,且在增加有效密封面积40%的同时又将O形圈的最大等效应力降低了近50%;3个关键参数中介质压力对密封性能的影响力最大,对于改进密封结构,在介质压力为6~8.5 MPa时其密封性能最佳。 展开更多
关键词 斯特林机 帽式密封 结构改进 活塞杆 密封性能
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活塞杆帽式密封件性能分析
3
作者 常军 李玉明 《压缩机技术》 2013年第1期34-36,共3页
由于现有的无油润滑活塞杆最常用的为填料函和挡油圈的组合,这种结构,填料函的摩擦阻力大、易磨损、漏气快;且刮油器内的密封环磨损后得不到补偿,使用寿命短。本文采用国际上较前沿的帽式密封结构对活塞杆进行密封,并建立帽式密封件的... 由于现有的无油润滑活塞杆最常用的为填料函和挡油圈的组合,这种结构,填料函的摩擦阻力大、易磨损、漏气快;且刮油器内的密封环磨损后得不到补偿,使用寿命短。本文采用国际上较前沿的帽式密封结构对活塞杆进行密封,并建立帽式密封件的密封接触压力数学模型,然后在活塞杆密封装置上,运用实验方法分析密封介质压力对帽式密封件密封性能的影响,以验证帽式密封结构的可靠性。 展开更多
关键词 活塞杆密封 帽式密封 实验分析
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斯特林发动机帽式密封安装条件的有限元分析及实验研究 被引量：2
4
作者 张甜 杨东亚 龚俊 《液压气动与密封》 2015年第6期8-12,共5页
基于橡胶类材料应力应变曲线,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,通过数据拟合确定Mooney-Rivlin模型的材料参数,建立了斯特林发动机帽式密封非线性有限元计算模型,分析了不同安装条件下活塞杆和密封圈接触面上接触应力的分布情况,最大接触... 基于橡胶类材料应力应变曲线,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,通过数据拟合确定Mooney-Rivlin模型的材料参数,建立了斯特林发动机帽式密封非线性有限元计算模型,分析了不同安装条件下活塞杆和密封圈接触面上接触应力的分布情况,最大接触应力产生的位置,以及安装条件的变化对接触应力的影响,得到最优安装方案。在密封试验台上对有限元分析结果进行验证,通过顶腔密封气体压强随时间变化,分析了不同安装条件下气体泄漏的不同阶段并得到了寿命最长的安装条件。结合理论和实验结果确定了斯特林发动机帽式密封最优的安装条件。 展开更多
关键词 帽式密封 安装条件 接触应力 实验
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斯特林机活塞杆帽式组合密封动密封性能分析 被引量：2
5
作者 李东轩 龚俊 杨东亚 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期90-97,128,共9页
为研究斯特林发动机活塞杆无油润滑帽式组合密封的动密封性能,利用有限元分析软件Abaqus建立帽式密封的二维轴对称有限元模型,基于系统实际工况,研究工质压力对帽式密封性能的影响,得到不同压力下的有效密封区域。静态密封性能分析结果... 为研究斯特林发动机活塞杆无油润滑帽式组合密封的动密封性能,利用有限元分析软件Abaqus建立帽式密封的二维轴对称有限元模型,基于系统实际工况,研究工质压力对帽式密封性能的影响,得到不同压力下的有效密封区域。静态密封性能分析结果表明,帽式密封环与活塞杆的接触应力是密封的关键,动态密封性能分析结果表明,两者接触应力和密封区域随压力增大而增大,且外行程接触应力略大于内行程。通过热力耦合动态仿真模拟,分析环境温度、摩擦因数、往复运动速度对动密封性能的影响。结果表明:环境温度对帽式密封温度场影响不大,热源主要来自摩擦热;往复运动速度对其密封性能影响也不大,而摩擦因数的影响较大,摩擦因数越小,帽式密封的密封效果越好,使用寿命越长。 展开更多
关键词 帽式密封 斯特林机 热力耦合 密封性能
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斯特林发动机活塞杆密封装置设计 被引量：8
6
作者 杨东亚 解欢 龚俊 《机械制造》 2013年第5期31-33,共3页
针对斯特林发动机活塞杆的密封问题,以几种典型活塞杆密封装置为对象,分析了其优缺点。结合帽式密封的密封特点,设计了一种新型斯特林发动机活塞杆密封装置并搭建了试验台。通过在试验台上进行密封测试实验,结果表明,该新型斯特林机活... 针对斯特林发动机活塞杆的密封问题,以几种典型活塞杆密封装置为对象,分析了其优缺点。结合帽式密封的密封特点,设计了一种新型斯特林发动机活塞杆密封装置并搭建了试验台。通过在试验台上进行密封测试实验,结果表明,该新型斯特林机活塞杆密封试验台结构设计合理,密封效果显著。 展开更多
关键词 斯特林发动机 活塞杆 密封 帽式密封
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