叶片密封接触压力的数值模拟和有限元分析

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叶片密封直接决定叶片式液压摆动油缸的泄漏,影响油缸叶片密封接触压力的大小。叶片密封与被密封元件之间产生接触压力,阻止被密封流体通过。叶片密封接触压力的大小及其分布状况是决定密封性能的重要因素。  本文以框形叶片密封为研究对象,主要进行了以下的研究。  (1)基于叶片密封的接触压力和润滑摩擦理论,分析了叶片式液压摆动油缸的密封机理,制定了叶片密封材料的选择模式。  (2)建立了叶片式液压摆动油缸叶片密封的接触压力数学模型,分析叶片密封径向区、轴向区的接触压力,探讨初始预压缩量、密封圆角和密封油压等参数对接触压力的影响。  (3)以大型有限元软件Abaqus为工具,建立了线性材料叶片密封接触的几何模型,模拟了叶片密封预压缩条件下的密封面接触压力与变形。与数值模拟结果对比发现,接触压力分布曲线吻合较好,验证了数学模型的合理性。  (4)模拟了非线性材料的叶片密封接触应力,与线性有限元结果对比,发现两者吻合相当好,这证明了在特定条件下对材料模型进行线性简化的可行性。  本文研究工作对于认识叶片式液压摆动油缸密封接触压力的分布、影响因素和油缸的设计起到一定的理论参考作用。
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