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新型高压密封结构强度研究

作　者: 李频
导　师: 陈志平
学　校: 浙江大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 高压密封结构应力分析弹性分析应变测试有限元分析接触载荷
分类号: TB42
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

新型高压密封结构是基于多种高压密封结构的特点创新设计完成的。本文通过应力分析的方法对新型高压密封结构进行了强度研究,主要研究工作主要如下:(1)分别建立新型高压密封结构三个承力部件的力学模型,运用弹性分析法计算各部件的危险应力,提出了较为简便、实用的工程设计公式;并对结构的强度进行了研究。(2)对60MPa压力舱用新型高压密封结构进行了水压实验,通过应力测试获得了密封结构承力部件表面的应力分布状态;根据测试数据对抗剪环和端部法兰的啮合均匀性进行了研究。(3)建立了新型高压密封结构的整体有限元模型,应用接触单元模拟承力部件相互间的接触行为;根据压力容器分析设计标准对该结构进行了应力评定;将有限元计算结果与应力测试结果进行了比较,结果吻合较好。(4)在接触分析的基础上,对端部法兰与抗剪环间的接触载荷分布做了进一步研究,提出了若干载荷分布模型,并对这些载荷分布模型进行了分析和比较。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
符号说明  9-13
1 文献综述  13-29
  1.1 O形橡胶圈密封  13-16
    1.1.1 O形圈密封发展现状  13
    1.1.2 O形橡胶圈密封的特点  13-14
    1.1.3 O形橡胶圈密封机理  14-16
  1.2 高压密封结构  16-22
    1.2.1 高压密封的设计原则与分类  16
    1.2.2 平垫密封  16-17
    1.2.3 双锥密封  17-18
    1.2.4 B形环密封  18-19
    1.2.5 卡扎里密封  19
    1.2.6 伍德密封  19
    1.2.7 高压密封的新进展  19-21
    1.2.8 高压密封的发展趋势  21-22
  1.3 基于O形橡胶圈的新型高压密封结构  22-26
    1.3.1 基本结构  22-26
    1.3.2 需要解决的问题  26
  1.4 应力分析方法及研究现状  26-28
    1.4.1 弹性理论分析方法  26-27
    1.4.2 实验测试方法  27
    1.4.3 有限元分析方法  27-28
  1.5 本文主要研究内容  28-29
2 新型高压密封结构弹性理论分析  29-44
  2.1 整体力学模型  29-30
  2.2 承压部件应力计算  30-40
    2.2.1 基本力学模型  30-32
    2.2.2 平盖应力计算  32-33
    2.2.3 抗剪环应力计算  33-34
    2.2.4 端部法兰应力计算  34-40
  2.3 应力分析和限制  40-43
  2.4 小结  43-44
3 实验研究  44-55
  3.1 应力测试方案  44-47
    3.1.1 测试目的  44
    3.1.2 测试方法  44-45
    3.1.3 测试仪器及实验材料  45
    3.1.4 测试部位及布片方案  45-47
  3.2 测试数据及处理  47-54
    3.2.1 应变应力换算  47
    3.2.2 应力测试值  47-50
    3.2.3 端部法兰表面的应力分布规律  50-53
    3.2.4 端部法兰与抗剪环的啮合均匀性  53-54
  3.3 小结  54-55
4 有限元分析  55-69
  4.1 基本参数  55-56
  4.2 前处理  56-59
    4.2.1 实体模型和网格划分  56
    4.2.2 接触模型  56-59
    4.2.3 边界条件  59
  4.3 有限元计算结果验证  59-63
  4.4 应力评定  63-66
    4.4.1 应力分类  63-65
    4.4.2 应力评定  65-66
  4.5 接触分析  66-68
  4.6 小结  68-69
5 接触载荷分布模型研究  69-76
  5.1 接触载荷分布模型  69-75
  5.2 小结  75-76
6 总结与展望  76-78
  6.1 总结  76
  6.2 展望  76-78
参考文献  78-83
附录  83-87
致谢  87

新型高压密封结构强度研究

内容摘要

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