【摘要】：金屬橡膠材料密封技術(shù)的研究是金屬橡膠技術(shù)研究領(lǐng)域的一個重要方向。由于金屬橡膠密封件具有工作溫度范圍大、承載能力大、耐腐蝕、壽命長、不易老化、可靠性高、結(jié)構(gòu)具有可設(shè)計等特點,所以在航空航天、國防等特殊領(lǐng)域中也具有其它密封件無法比擬的優(yōu)良性能。本文以金屬橡膠密封件在航空航天中的應(yīng)用為背景,通過理論分析和實驗研究,揭示了金屬橡膠密封技術(shù)的密封機理,并對金屬橡膠密封系統(tǒng)做了有限元仿真分析。 為了建立金屬橡膠密封系統(tǒng)力學(xué)模型,論文研究中制作了不同相對密度的金屬橡膠彈性元件,利用專用實驗設(shè)備對試件進行了實驗研究,并對實驗結(jié)果進行了分析研究,得出了金屬橡膠試樣沿不同方向的彈性模量和泊松比,并對最大初始應(yīng)變對金屬橡膠材料力學(xué)性能的影響進行了深入的分析。 以實驗研究為基礎(chǔ),依據(jù)由實驗獲得的金屬橡膠材料力學(xué)性能參數(shù),通過對金屬橡膠密封系統(tǒng)的合理簡化,建立了金屬橡膠密封系統(tǒng)的接觸模型,分析了金屬橡膠密封時接觸壓力的分布狀態(tài),并對接觸壓力的分布做了簡單的假設(shè),進而推導(dǎo)出了最大接觸應(yīng)力的計算式；分析了有、無介質(zhì)作用下的密封系統(tǒng),研究了密封介質(zhì)壓力對密封性能的影響；在接觸力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,研究了金屬橡膠密封機理,得出了密封系統(tǒng)的泄漏率模型,為金屬橡膠密封件的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。 對金屬橡膠密封件進行了等效簡化,建立了密封系統(tǒng)的三維模型,利用ANSYS有限元軟件對三維模型進行了受力分析及有限元仿真,并對有限元仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果進行了分析,得出密封件應(yīng)力分布狀態(tài),證實密封模型中應(yīng)力狀態(tài)的假設(shè)；有限元計算結(jié)果與密封系統(tǒng)的接觸力學(xué)模型進行對比,驗證了接觸力學(xué)模型的正確性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH136

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本文編號：2793644