连接管件内径滚压连接接头密封性能有限元分析

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1、万方数据doi：10．3969／j．issm1007—2012．2011．03．017内径滚压连接接头密封性能有限元分析*(北京航空制造工程研究所，北京100024)张荣霞吴为曾元松高昌前摘要：对钛合金导管内径滚压连接成形过程和装配组件耐压试验过程建立有限元模型，开展内径滚压连接接头密封性能研究，从弹性应变分布和接触力分布两方面进行分析，揭示了钛合金导管内径滚压连接接头密封机理；通过分析管套材料、内压力和扭矩对接头各组件间接触力的变化趋势，掌握r各因素对密封性能的影响规律。结果表明，管套材料屈服

2、强度越大，弹性模量越小，连接件密封性能越好；在内压力作用下，装配件的密封性能好；装配扭矩增加到一定程度后，对密封无意义。关键词：钛合金；导管；内径滚压连接；密封性能中图分类号：TGl46文献标识码：A文章编号：1007-2012(2011)03-0075-05ThestudyonthesealingcapabilityoftheflarelessinternalrollingunionZHANGRong-xiaWUWeiZENGYuan-songGAOChang-qian(BeijingAero

3、nauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute，Beijing100024China)Ahtraet：ThefiniteelementmodelsofboththeinternalrollingconnectionprocessandthecompressionresistancetestforTitani—UlTIalloytubeswereestablished．Thedistributionoftheelasticstrainandthec

4、ontactforcewereanalyzedtorevealthesealingme—chanicsoftheflarelessunioILTheinfluenceofthematerialofsleeve，theinternalpressure，andthetorquetothevariationtrendofcontactforceamongthecomposingpartsoftheunionwereanalyzed．Theresultspointoutthatundertheactio

5、nofinternalpressure，thesealingcapabilityisgood；sealingcapabilitywouldbemorebetterwithhigheryieldstrengthandlowerYoung’smodulus)whenthetorquehasreachedcertainamount，furtherincreasingitismeaninglesstothesealingcapacity．Keywords：Titaniumalloy)tube)flare

6、lessinternalrolling)sealingcapability引言钛合金导管内径滚压连接，采用逐步送进的滚子，将钛合金管壁材料滚人带槽的管套，从而使管子和管套连接在一起。与扩口连接相比，具有高密封性、自锁抗振性、重量轻、寿命长等特点，主要用于飞机发动机的液压管路Ll引。美国钛合金导管内径滚压连接技术已完全实现计算机自动控制，所制造的连接管件通过了新型普惠发动机的装机测试，在空客、727-767等飞机上得到广泛应用，并逐步向航天领域扩展。俄罗斯研制了钛合金导管连接专用成形装置和设备，钛

7、合金连接管件已在Su-27等多种型号的飞机上得到广泛*武器预研资助项目(51318040310)。张荣霞E-mail：zrxial979@sohu．corn作者简介：张荣霞，女，1979年生，山东人，北京航空制造工程研究所，工程师，研究方向为金属钣金成形工艺收稿Et期：2011—02—16)修订日期：2011-03—08采用。国内各大主机厂已从国外购买专用设备，逐步将该技术应用于新型飞机发动机上。北京航空制造工程研究所对内径滚压连接技术进行了较为系统的研究，研制的TAl8钛合金管内径连接件，已通

8、过了21MPa系统工作压力的验证试验。在理论研究方面，曾元松L3j对矩形凹槽管套和三角形凹槽管套的成形效果进行过对比分析，认为三角形凹槽比矩形凹槽接触面大，连接效果好；吕昕宇[1j研究了不同凹槽宽度对成形的影响，认为凹槽宽度越大越利于密封。两位学者主要是从接触面的角度分析密封的机理。国外对内径滚压连接接头密封性能的详细报道还鲜见，本文对钛合金导管内径滚压连接件接头密封性能的机理和影响因素L4。7]，进行了较为详细的分析。连接接头密封区域分析图1为钛合金导管连接组件装配示意图，由图可见，装配件的密