金属橡胶密封件气密封性能分析及试验研究.pdf

《金属橡胶密封件气密封性能分析及试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文金属橡胶密封件气密封性能分析及试验研究ANALYSISANDEXPERIMENTALSTUDYONGASSEALINGPERFORMANCEOFMETALRUBBERSEAL袁涛哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH136学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文金属橡胶密封件气密封性能分析及试验研究硕士研究生：袁涛导师：姜洪源教授申请学位：工学硕士学科：机械设计及理论所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH136U.D.C:621Dissertationfort

2、heMasterDegreeinEngineeringANALYSISANDEXPERIMENTALSTUDYONGASSEALINGPERFORMANCEOFMETALRUBBERSEALCandidate：YuanTaoSupervisor：Prof.JiangHongyuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalDesignandTheoryAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree

3、-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要金属橡胶材料具有良好的力学特性和物理性能，能够适应航空航天领域、尖端武器装备中某些极端工况的工作环境，将其应用于气密封领域能很好的解决相应的气密封问题。然而，尚未出现将金属橡胶材料用于气密封领域的研究，针对气密封的理论研究也很不成熟。本文针对应用于气密封的金属橡胶密封件，利用仿真和试验的方法来对其密封性能进行研究。针对密封系统的密封性能，本文基于流体在粗糙表面之间的流动特性，对粗糙表面之间不可压缩流体与可压缩性流体的流体流量表达式进行推导，并以此为基

4、础，进而推导了随机粗糙表面之间的气体泄漏率的公式，同时对压力与温度作用下气体黏度的计算方法进行了推导，并基于Persson接触理论，对随机粗糙表面之间泄漏间隙的计算方法进行了研究。基于平行圆盘模型简化了金属橡胶密封件密封模型，对其气密封泄漏率的计算公式进行了推导。基于随机粗糙表面模拟的基础理论，利用MATLAB软件实现了对具有不同表面形貌特征参数的粗糙表面的模拟。并通过扫描电子显微镜和表面轮廓仪对金属橡胶密封件的表面形貌特征进行了测试与分析，获取了其表面形貌的特征参数，进而实现了对金属橡胶密封件的粗糙表面的模拟。以金属橡胶密封系统的宏观接触模型为基础，利用有限元分析软件分析得出了

5、不同试验工况下泄漏接触区域最大接触应力值，并以此为基础，在该密封系统的微观接触模型中，分析了不同试验工况下的接触区域分布情况，并获取了不同工况下的临界放大倍数。同时研究了表面形貌特征参数对于临界放大倍数和气体泄漏率的影响情况。利用仿真结果求解得到了不同试验工况下的金属橡胶密封件气密封泄漏率。根据试验台的性能要求，设计了金属橡胶密封件气密封试验台的总体结构与工作方式，并基于差压检漏的原理设计了泄漏量的检测系统，研究了不同工况下气体泄漏率试验值的计算方法。搭建试验台并对其进行了性能调试，通过气密封性能试验研究了金属橡胶密封件气密封泄漏率与压力和温度的关系，将试验结果与仿真结果进行了对

6、比分析。关键词：金属橡胶；气密封；粗糙表面；泄漏率；临界放大倍数-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractThemetalrubbermaterialhasgoodmechanicalpropertiesandphysicalproperties,itcanadapttocertainextremeworkingconditionsintheaerospacefieldandadvancedweaponsandequipment.Itcansolvethecorrespondinggassealingproblemsbyapplyingittothefieldofgasse

7、aling.However,therehasbeennoresearchontheuseofmetalrubbermaterialsinthefieldofgassealing.Thetheoreticalresearchongassealingisalsoimmature.Inthispaper,thesealingperformanceofmetalrubbersealsappliedtogassealingisstudiedbysimulationandtestmethod