热油泵用机械密封波纹管疲劳特性研究

热油泵用机械密封波纹管疲劳特性研究

论文摘要

热油泵用波纹管机械密封装置的关键零部件金属波纹管,在变工况条件下极易出现疲劳断裂情况。为研究热油泵用机械密封波纹管疲劳特性,建立U形和V形2种类型金属波纹的三维模型,采用结构-热多场耦合分析方法,分析金属波纹管在不同温差工况下的变形场、应力场和疲劳寿命变化规律。结果表明:U形和V形金属波纹管的最大应力值和最大变形量都随着温差的增大而增大,最小疲劳寿命随着温差的增大而减小;V形金属波纹管的力学性能与疲劳性能均好于U形金属波纹管;受力端为整个金属波纹管整体最易损坏部位,该处变形量和应力值都为最大,而疲劳寿命值为最小,为提高金属波纹管的使用寿命和运行稳定性,须对该处进行加固处理。

论文目录

  • 1 疲劳寿命分析相关理论
  •   1.1 疲劳损伤机制
  •   1.2 疲劳损伤理论
  •     1.2.1 线性疲劳累计损伤理论
  •       ①一次循环对物体的疲劳损伤为
  •       ②在n个循环下,变幅载荷对材料的损伤为
  •       ③临界疲劳损伤为
  •     1.2.2 修正的线性疲劳累计损伤理论
  •     1.2.3 非线性疲劳累计损伤理论
  •       ①一次循环对物体的疲劳损伤为
  •       ②在n个循环下,变幅载荷对材料的损伤为
  •       ③临界疲劳损伤为
  • 2 疲劳寿命数值计算
  •   2.1 有限元模型的建立
  •   2.2 材料属性及边界条件
  • 3 结果分析
  •   3.1 金属波纹管的结构-热耦合分析
  •     3.1.1 U形金属波纹管的结构-热耦合分析
  •     3.1.2 V形金属波纹管的结构-热耦合分析
  •   3.2 金属波纹管的疲劳寿命分析
  •     3.2.1 U形金属波纹管的疲劳寿命分析
  •     3.2.2 V形金属波纹管的疲劳寿命分析
  •   3.3 对比分析
  •     3.3.1 不同温差条件下最大应力对比分析
  •     3.3.2 不同温差条件下最大变形量对比分析
  •     3.3.3 不同温差条件下最小疲劳寿命对比分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘进祥,穆塔里夫·阿赫迈德,田雪峰

    关键词: 机械密封,金属波纹管,结构热耦合,疲劳寿命

    来源: 润滑与密封 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 仪器仪表工业

    单位: 新疆大学机械工程学院,新疆大学电气工程学院

    基金: 国家自然科学基金项目(51565056)

    分类号: TH703.2

    页码: 96-101

    总页数: 6

    文件大小: 2560K

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