可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^接觸密封性能分析.pdf

1、作為新型的管道連接結(jié)構(gòu)，可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^是由金屬內(nèi)外球套，橡膠密封圈和管道組成的一種性能優(yōu)良的新型管接頭，由于其獨(dú)特的力學(xué)行為，例。如能夠靈活地伸縮和轉(zhuǎn)向、能夠承受如軸向載荷、徑向載荷和偏轉(zhuǎn)作用等，因而被廣泛應(yīng)用于諸如自來水，油氣等的輸運(yùn)系統(tǒng)。
　　在管道運(yùn)輸系統(tǒng)中，管接頭的連接密封性至關(guān)重要，因而可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^密封性能分析是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。為了研究可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的接觸密封性能，本文首先評(píng)述了相關(guān)領(lǐng)域的

2、研究現(xiàn)狀，而后確定了所研究的可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。在分析了管接頭連接和密封特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了用于有限元分析的接觸類型、接觸單元、接觸對以及表征橡膠材料力學(xué)行為的本構(gòu)方程，推導(dǎo)了求解接觸問題的有限元列式。在完整執(zhí)行建模、劃分網(wǎng)格、加載和邊界條件、求解和后處理等步驟后，實(shí)現(xiàn)了可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^在僅含初始過盈裝配和施加靜水壓兩種狀況下有限元分析，為研究管接頭各部件的應(yīng)力水平和接觸密封性能，論文展示了在兩種狀況下的接觸區(qū)von

3、 Mises應(yīng)力和接觸壓力分布并進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明:可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^最大的von Mises應(yīng)力主要集中在三個(gè)位置，分別位于與橡膠密封圈1相接觸的球狀外套內(nèi)表面中央，球狀內(nèi)套內(nèi)腔中央以及與橡膠密封圈2相接觸的管道內(nèi)壁;管接頭的各個(gè)部件的接觸應(yīng)力近似呈現(xiàn)對稱分布且垂直于接觸面;比對僅含初始過盈和施加靜水壓后兩種狀況下的接觸應(yīng)力，可見接觸應(yīng)力大于管道內(nèi)所施加的靜水壓力，因此可定性推斷所研究的管接頭能夠起到密封作用，所得結(jié)果為可伸