指尖密封结构和性能的设计分析与试验研究

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1、西北工业大学博士学位论文指尖密封结构和性能的设计分析与试验研究姓名：苏华申请学位级别：博士专业：机械设计及理论指导教师：陈国定20061001西北工业大学博士学位论文摘要验件结构为椤

2、

3、，基于ANsYs软件内置参数化语言APDL，用统一优化法和分步优化法对指尖密封进行了多目标优化，获得了具有良好综合性能的指尖密封结构。3．采用有限元法进行了指尖密封系统的热分析。确定了热分析模型中转子与指尖梁的摩擦热、有关对漉换热系数以及指尖密封片闻、转子／指尖靴之间的接触热阻，并对接触热阻计算模型进行了修正。使之更加符合指尖密封工况条件的要求。基于商用软件ANsYs，以渐开线型指尖密封为例进行了温度

4、场分析，获得了不同工况条件下指尖密封的温度场分布状况。在此基础上，进行了指尖密封的热结构耦合分析，表明了指尖密封热分析的必要性，特别是高速高温工况下的指尖密封热分析更为重要。4．针对指尖密封实际受力情况，建立了指尖密封的谐迫振动动力学模型和自由振动动力学模型。确定了指尖密封系统的等效质量、等效刚度和等效阻尼等系数，用解析法求解动力学方程，获得了不同工况条件下指尖梁的位移响应。根据指尖密封谐振方程的解，提出了指尖密封与转子运动的协调性条件；根据指尖密封自由振动方程的解，提出了基于动力学模型的指尖密封低迟滞条件和低接触磨损条件。研究表明指尖密封在动态下的迟滞量大于静力学分析的结果，进一步

5、说明了指尖密封动态分析的必要性。本文还利用指尖密封的动力学模型对多密封片指尖密封系统迸行了动态性能分析，提出通过不同层数密封片的配置来满足不同工况匹配要求的研究思路。5．与合作单位共同开展了指尖密封的有关性能试验，进行了常温下渐开线型指尖密封的迟滞泄漏试验、工况参数影响试验和磨损性能试验·最大试验压差为O．5MPa，最大试验转速为13150lpm。试验证明指尖密封盼迟滞性对其泄漏有较大影响。对两种不同结构的指尖密封进行了泄漏试验比较，结果显示指尖密封的刚度越小则泄漏量越大．通过磨损试验结果与理论计算结果的比较，迸一步确定了指尖密封磨损系数的取值范围。以上试验结果进一步验证了本文相关理

6、论分析的正确性和必要性。关键词；指尖密封，多目标优化，热分析，动态性能，试验Ⅱ西北工业大学博士学位论文摘要ABSTRACTAdv册ced∞aling妣hnology阳瑚iflen￡con啊bution幻imprDvepe疵啷1缸ceofturbineengineh嬲beenpaidmoreatIamoninresemdt冠ades．nisim，esdgatedthatthe矗I硅乒sealh嬲good∞aliIlgpem)m眦cc锄dlowercostcompared谢也bmsh∞a1．So重he丘19露∞alh嬲bee丑∞ncemedespeciaJlyn(燃锻Lays．Thehy

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