由于機械密封的工作條件復雜,它的運行狀況受到多種條件的影響,而且對機械密封的研究涉及到多個學科領(lǐng)域,如流體潤滑、摩擦學、接觸理論、傳熱學等,因此國內(nèi)外學者對機械密封的工作機理尚未完全清楚。對機械密封的研究主要集中在機械密封端面的接觸摩擦狀況和端面的變形上面,然而機械密封端面間潤滑液膜厚度很薄,密封端面的變形很小,都達到微米級,采用一般理論計算密封性能參數(shù)時精度很難達到要求,利用相關(guān)軟件進行分析時需要對它進行多種場耦合分析,而這給機械密封的研究增加了難度。本文利用機械密封的基本相關(guān)理論,結(jié)合ANSYS和MATLAB軟件,對機械密封的啟動過程進行了動態(tài)分析,并對機械密封在小擾動情況下,密封環(huán)的振動過程進行了動力學分析。1)在對機械密封的啟動過程進行動態(tài)分析過程中,首先采用ANSYS軟件計算密封端面的力變形影響系數(shù)、熱變形影響系數(shù)和溫度變形影響系數(shù),然后利用MATLAB軟件編制計算程序,結(jié)合影響系數(shù)法,對密封環(huán)進行熱變形分析,接著進行力變形分析,然后利用力變形分析的結(jié)果作為熱變形分析的條件進行熱分析,這樣就達到了對機械密封環(huán)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析的目的。在熱-結(jié)構(gòu)耦合分析中,本文把機械密封端面間的... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

動環(huán)和靜環(huán)接觸端面放大圖圖3一8熱分析模型的邊界條件示意圖

武漢理工大學碩士學位論文圖3一5動環(huán)二維模型網(wǎng)格劃分圖圖3一6動環(huán)密封端面網(wǎng)格劃分放大圖3.3.2溫度影響系數(shù)和熱變形影響系數(shù)的求解方法熱變形影響系數(shù)的求解同樣是利用ANSYS對密封環(huán)進行熱分析得到，不同的是建立的模型是動環(huán)和靜環(huán)的接觸組合模型(圖3一7)，目的是為了在熱分析過程中使熱量能夠自動分配，模型中對密封端面劃分20個等分并建立接觸對。求解溫度影響系數(shù)和熱變形影響系數(shù)時，動環(huán)和靜環(huán)的熱邊界條件對密封端面的溫度分布和熱變形非常重要，動環(huán)和靜環(huán)的熱邊界條件見圖3一8。-.…:娜...-夢...--.卿..…:..--一、--一畢-一暇一!經(jīng)尹一勢14廷運:黔沁1‘:乏堪圖3一7動環(huán)和靜環(huán)接觸端面放大圖圖3一8熱分析模型的邊界條件示意圖其中動環(huán)邊界L6和LS緊臨密封介質(zhì)，施加恒溫邊界條件;L7、LS、Lg、LH與大氣側(cè)接觸，視為絕熱邊界;LZ、L3、L4靠近密封端面?zhèn)?

(a)(b)圖4一特定時刻時密封端面液膜厚度和液膜壓力分布情況上面圖4一4(a)和(b)分別所示的是t=2火10一4、時密封端而間的液膜厚度分布和液膜壓力分布情況。從圖4一4(a)中可知，密封端面間的壓膜厚度沿圓周方向無變化，沿半徑方向由內(nèi)徑至外徑逐漸增大，內(nèi)徑處最小，外徑處最大;由圖4一4(b)可知，密封端面間壓膜壓力沿圓周方向無變化，沿半徑方向由內(nèi)徑處開始迅速增大，達到一個峰值，并且該峰值超過被密封介質(zhì)的壓力值，然后增加的幅度趨于平緩并開始減小，到外徑處時液膜壓力值接近被密封介質(zhì)的壓力值。3氣乙通. 000︵d叮芝︶田長召硬淵圖4一5特定時刻密封端面間接觸壓力分布情況圖4一5所示為t=Zx1o一4、時密封端面間的接觸壓力分布情況，由圖可知，密封端面接觸壓力沿圓周方向無變化，內(nèi)徑附近的接觸壓力比較大，變化比較明顯

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]機械密封中的熱流體動力效應(yīng)研究[D]. 周劍鋒.南京工業(yè)大學 2006

碩士論文
[1]機械密封性能的數(shù)值分析及優(yōu)化研究[D]. 朱學明.武漢理工大學 2005



本文編號：3440534