文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
机械密封焊接金属波纹管波片力学性能分析及结构优化
姓名:王悦
申请学位级别:硕士
专业:安全技术及工程
指导教师:丁雪兴
20080501
摘要着补偿及缓冲因动磨损、轴向串动及振动等原因产生的轴向位移,而且靠本身的弹力与密封介质压力一起对密封端面施加一定的比压,以起到密封的作用。波纹分析,建立了力学模型,并运用邢拊H砑云浣芯蔡α扑悖直成寿命计算的局部应力一应变法对波片的疲劳寿命进行了计算,计算结果基本符合分别通过改变波片的波形、波深、波宽和最大应力点所在圆弧的曲率半径等结构尺寸得到了提高波片的刚度的同时减少波片的应力的最优参数,从而达到延长了波片的使用寿命,这将为波片的实际生产提供参考数据。焊接金属波纹管;焊接金属波纹管机械密封主要用于炼油厂热油泵的轴封。利用金属波纹管代替了弹簧和辅助密封圈,解决了高温下辅助密封的问题。焊接金属波纹管不仅起管波片高温下的失效在通常情况下均为波片失弹和疲劳破坏,因而许多国内外学者致力于波片应变、应力和寿命的分析,用传统的材料力学方法和现代设计方法邢拊7ê陀呕杓计算波片的应力及寿命的估算。首先本文基于实际生产使用的波纹管波片作为研究对象,通过对波片的受力得出由轴向变形力,薄膜应力和离心应力三种静态应力组合的总应力及其应力的结构变形图、节点应力分布图及最大应力点的数值和位置。结果表明,波纹管的应力主要由轴向位移载荷引起的,因此应严格控制波纹管压缩量的大小,此外也可以通过增加最大应力点所在圆弧的曲率半径来减小最大应力等有效措施。其次实践证明波纹管波片由于在高转速工况下产生轴向振动力,在此力的作用下表现的失效形式一般为波片失弹和疲劳破坏,故文中运用邢拊3绦的瞬态动力学分析法计算了由轴向振动引起的最大动应力的大小及位置并分析了振动量与最大动应力之间的关系,由此得到可以通过减小振动量来减小动应力,提高波片的使用寿命。基于上述所得的组合静应力和瞬态动应力的分析结果,本文依据疲劳裂纹形实际生产的破损情况,并满足大修期要求。为了进一步提高波片的使用寿命,即对波片的部分结构参数进行了优化设计,关键词:机械密封;波片;力学性能;结构优化;邢拊
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图焊接金属波纹管机械密封基本结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图成形金属波纹管⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图焊接金属波纹管基本结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图斜角为暮附咏鹗舨ㄎ乒堋图应力向量示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图材料坐标系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图波片的立体模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图波片的几何模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图波片的几何模型剖视图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图波片力学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图波片模型简化图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图轴向预紧力作用下的变形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.一⋯⋯⋯..图轴向预紧力作用下的αΑ图由轴向力和压差作用下的变形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..αΑ肿楹狭σ鸬谋湫巍αΑ图焊接金属波纹管结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图参考点示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图瞬态载荷一时间曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图关键点的应力一时间曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图不同振动力的应力一时间曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图焊接金属波纹管及波片基本结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图双圆弧波片的变形图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图三圆弧波片的变形图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图嗾刍〔ㄆ谋湫瓮肌图ピ不〔ㄆ慕诘闫骄αΨ植纪肌图ピ不〔ㄆ慕诘阄恢猛肌图不〔ㄆ诘闫骄αΨ植纪肌图不〔ㄆ慕诘阄恢猛肌插图索引图芍嵯蛄脱共钭饔孟碌腗图图肿楹狭σ鸬腗图单圆弧波片的图双圆弧波片的图三圆弧波片的图多折弧波片的
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