З形金属密封环加载和卸载过程中的仿真分析

З形金属密封环已成功应用于高压补燃液氧/煤油发动机管路密封,成熟度较高,故在密封截面上不改变密封原有结构。З形金属密封环截面尺寸随直径进行调整,保障装配后密封和法兰副的球心位于中心线上。 在进行非线性有限元弹塑性分析时,基于以下几点假设对问题进行了简化: 1)不考虑软金属镀层的影响,认为密封接触面为理想光滑表面,并忽略由于机械加工造成的密封表面加工硬化、表面粗糙度和残余应力给密封性能带来的影响。 2)将螺栓拧紧力矩等效为轴向位移载荷,并认为轴向位移载荷通过法兰均匀作用于密封环上。 3)忽略加工误差、安装误差等不确定性因素的影响,不考虑加工制造、装配等原因引起的弯曲变形和扭转变形等。4)忽略使用过程中的振动效果,不考虑体积力的影响。 在仿真过程中, 设定三个分析步, 第一个分析步施加预紧位移载荷, 第二步施加工作介质压力,第三个分析步卸载。仿真过程中下法兰固定不动;第一个分析步,上法兰向下移动设定位移; 第二个分析步, 即工作工况下,在金属密封环的密封唇与下法兰内壁区间区域施加介质压力;第三个分析步卸载。

仿真结果如图所示:

З形金属密封环加载和卸载过程中的仿真分析的图1
З形金属密封环加载和卸载过程中的仿真分析的图2

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