高温动压密封焊接金属波纹管性能分析

1

作者 郑娆 吴哲坤 +1 位作者 李双喜 章国庆 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期1-8,共8页

焊接金属波纹管的性能与高温动压密封性能密切相关。为优化波纹管性能并进一步提高密封的稳定性,分析不同工况条件对某航空发动机动压密封的S形焊接金属波纹管性能的影响。以S形焊接金属波纹管为研究对象,建立固-热耦合分析模型,分析介... 焊接金属波纹管的性能与高温动压密封性能密切相关。为优化波纹管性能并进一步提高密封的稳定性,分析不同工况条件对某航空发动机动压密封的S形焊接金属波纹管性能的影响。以S形焊接金属波纹管为研究对象,建立固-热耦合分析模型,分析介质温度和介质压力对波纹管刚度和介质作用有效直径的影响,揭示工况参数对波纹管动压密封性能的影响规律,并针对温压联合作用对波纹管性能的影响拟合了计算公式。研究结果表明:在升温和升压过程中,刚度随介质温度呈线性减小,随介质压力呈线性增大;密封载荷系数随介质温度升高呈线性减小,其变化率随介质压力的增大而减小,低压工况的变化率是高压工况的5倍。拟合温压联合作用下刚度和有效直径的计算公式,拟合公式的决定系数高达97%以上。因此,在实际工程应用中,为降低高温对波纹管动压密封性能的影响,应根据实际需求适当提高工作压力,以达到最佳工作状态;拟合的公式可用于指导波纹管的选型计算,从而优化波纹管动压密封的结构设计和工况参数。 展开更多

关键词 S形焊接金属波纹管 动压密封 密封性能 航空发动机 载荷系数

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金属波纹管在低温连接器密封补偿中的应用研究

2

作者 巴全坤 戴维奇 +2 位作者 王建秋 刘忠明 许学雷 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第3期38-44,共7页

低温连接器是箭地接口的关键设备,主要用于液氢、液氧、液甲烷等超低温推进剂的加注、泄出、排气,其可靠密封直接关系发射任务的成败。通过理论计算获得了金属波纹管的刚度、强度、疲劳寿命。开展仿真分析,获得金属波纹管在常温下的应... 低温连接器是箭地接口的关键设备,主要用于液氢、液氧、液甲烷等超低温推进剂的加注、泄出、排气,其可靠密封直接关系发射任务的成败。通过理论计算获得了金属波纹管的刚度、强度、疲劳寿命。开展仿真分析,获得金属波纹管在常温下的应力分布、接触状态、刚度与残余变形量,并分析了低温对波纹管应力及刚度的影响。开展刚度试验、寿命试验、整机性能试验,试验数据与理论计算、仿真分析较好吻合,验证了金属波纹管在低温连接器密封补偿中应用的可行性。 展开更多

关键词 低温连接器 金属波纹管 密封 轴向刚度 残余变形

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机械密封端面磨损与焊接金属波纹管失弹的耦合效应研究

3

作者 夏欣龙 倪兴雅 孙见君 《润滑与密封》 北大核心 2025年第7期162-167,共6页

机械密封的劣化往往是由于多种因素的耦合作用,只有考虑机械密封多种劣化模式相关性,即考虑系统中部分或全部变量对系统所有相关劣化模式的综合影响才符合工程实际。以焊接金属波纹管机械密封为研究对象,基于Archard模型与阿伦尼乌斯公... 机械密封的劣化往往是由于多种因素的耦合作用,只有考虑机械密封多种劣化模式相关性,即考虑系统中部分或全部变量对系统所有相关劣化模式的综合影响才符合工程实际。以焊接金属波纹管机械密封为研究对象,基于Archard模型与阿伦尼乌斯公式,以及机械密封中波纹管与端面的耦合关系,推导磨损与失弹的耦合效应模型,并与实验数据进行对比验证。结果表明:波纹管失弹会增大端面泄漏,但会使得端面磨损减小;考虑耦合效应的预测模型的磨损量计算结果要小于Archard模型的计算结果,失弹量计算结果大于阿伦尼乌斯公式的计算结果。运用该耦合模型可以有效提高机械密封失效预测的准确性,更好地解释实际生产中机械密封的失效原因,为延长机械密封的使用周期指明方向。 展开更多

关键词 机械密封 耦合效应 端面磨损 焊接金属波纹管 应力松弛 预测模型

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液态烃泵用焊接金属波纹管机械密封的失效原因及解决办法 被引量：5

4

作者 张智 黄泽沛 +1 位作者 麦琦 王庆 《流体机械》 CSCD 2004年第11期36-38,共3页

在石化生产过程中涉及到很多烃类介质 ,由于这些介质具有饱和蒸汽压高、易汽化等特点 ,决定了该类泵用机械密封动、静环端面间常处于不稳定的汽液混相状态 ,密封工作条件恶劣 ,使用寿命短。对液态烃泵用焊接金属波纹管机械密封可靠性差... 在石化生产过程中涉及到很多烃类介质 ,由于这些介质具有饱和蒸汽压高、易汽化等特点 ,决定了该类泵用机械密封动、静环端面间常处于不稳定的汽液混相状态 ,密封工作条件恶劣 ,使用寿命短。对液态烃泵用焊接金属波纹管机械密封可靠性差的成因进行了分析 。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 液态烃 设计问题 安全性

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金属密封无摩擦阻尼器介绍及工程应用 被引量：15

5

作者 马良喆 陈永祁 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2009年第5期46-51,共6页

无摩擦金属密封阻尼器(FRICTIONLESS HERMETIC DAMPER)区别其它普通抗震阻尼器的特性,表现在阻尼器相对运动过程中几乎没有摩擦力产生。由于金属波纹管密封件的采用,金属密封阻尼器可以提供更大的功率,产生的热量随时平衡消散,可以承受... 无摩擦金属密封阻尼器(FRICTIONLESS HERMETIC DAMPER)区别其它普通抗震阻尼器的特性,表现在阻尼器相对运动过程中几乎没有摩擦力产生。由于金属波纹管密封件的采用,金属密封阻尼器可以提供更大的功率,产生的热量随时平衡消散,可以承受更高的内部温度而不破坏,阻尼器的耐久性、稳定性大幅提高。这类阻尼器可以用于振动幅度很大、频率较高的外界环境下。在土木工程领域已有部分项目采用这类阻尼器,如伦敦千禧桥、芝加哥凯越酒店TMD系统等。在这类阻尼器应用过程中,对于普通阻尼器有些情况并不适用,而应采用可以提供更高功率的金属阻尼器。 展开更多

关键词 无摩擦金属密封阻尼器 金属波纹管密封 功率

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高温泵新型波纹管串联式机械密封的应用 被引量：12

6

作者 王明武 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期121-123,共3页

分析了炼油装置高温油泵现有单端面波纹管密封存在的主要问题,开发出一种高温泵新型油膜润滑波纹管串联式机械密封,介绍了其结构特点和技术优势。工业应用结果表明:高温泵新型油膜润滑波纹管串联式机械密封使用寿命长、安全可靠、封油... 分析了炼油装置高温油泵现有单端面波纹管密封存在的主要问题,开发出一种高温泵新型油膜润滑波纹管串联式机械密封,介绍了其结构特点和技术优势。工业应用结果表明:高温泵新型油膜润滑波纹管串联式机械密封使用寿命长、安全可靠、封油消耗量少,省去了冷却水系统,且运行维护费用低,经济效益显著,具有很高的推广价值。 展开更多

关键词 高温泵 波纹管密封 非接触密封

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机械密封用焊接金属波纹管结构分析与优化 被引量：6

7

作者 安源胜 蔡仁良 +1 位作者 刘卫东 何骁 《流体机械》 CSCD 2001年第10期15-19,共5页

分析探讨了膜片波形、宽度、膜片成型角和膜片个数对波纹管力学性能的影响 ,并在此基础上对焊接金属波纹管的膜片结构进行了优化设计。通过对各参数的合理选择和优化 ,达到均化膜片应力 ,提高波纹管使用寿命的目的。

关键词 均化 金属波纹管 成型 机械密封 膜片 焊接 力学性能 管结构 基础 宽度

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液氧泵机械密封用金属波纹管设计研究 被引量：4

8

作者 张树强 王良 陈杰 《火箭推进》 CAS 2016年第2期53-58,共6页

分析研究了液氧泵机械密封用金属波纹管在常温条件下轴向拉伸变形与金属波纹管自由高度和密封摩擦功耗之间的关系,在此基础上,研究归纳出了液氧泵机械密封用金属波纹管设计规范,采用该规范设计生产的金属波纹管已用于液氧/煤油发动机,... 分析研究了液氧泵机械密封用金属波纹管在常温条件下轴向拉伸变形与金属波纹管自由高度和密封摩擦功耗之间的关系,在此基础上,研究归纳出了液氧泵机械密封用金属波纹管设计规范,采用该规范设计生产的金属波纹管已用于液氧/煤油发动机,该发动机已通过地面热试车考核。 展开更多

关键词 金属波纹管 液氧泵 机械密封 设计研究

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核辐射屏蔽密封解决方案及金属波纹管的性能分析 被引量：1

9

作者 李岚 蔡纪宁 +3 位作者 李双喜 张秋翔 吴露 白凤雪 《流体机械》 CSCD 北大核心 2013年第11期32-36,共5页

提出了核辐射屏蔽密封的解决方案,讨论了摇动式金属波纹管屏蔽密封技术的原理和可行性。利用有限元分析软件建立了结构中金属波纹管的有限元模型,得出了运转状况下波纹管中的应力分布,分析了波纹管影响密封结构性能的因素。

关键词 核辐射 屏蔽密封 金属波纹管 性能分析

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膜盒式机械密封阻尼设计研究 被引量：2

10

作者 李建克 陈杰 王少鹏 《火箭推进》 CAS 2012年第6期41-45,共5页

针对膜盒式机械密封膜盒存在疲劳裂纹的问题,以焊接膜盒为研究对象,在分析研究机械密封动力学模型的基础之上,提出了用增加阻尼来提高膜盒抗疲劳裂纹能力的方法,并给出了膜盒式机械密封阻尼设计规范,带阻尼的膜盒式机械密封通过了模态... 针对膜盒式机械密封膜盒存在疲劳裂纹的问题,以焊接膜盒为研究对象,在分析研究机械密封动力学模型的基础之上,提出了用增加阻尼来提高膜盒抗疲劳裂纹能力的方法,并给出了膜盒式机械密封阻尼设计规范,带阻尼的膜盒式机械密封通过了模态、振动试验和发动机热试车考核,并已应用到发动机的设计中。 展开更多

关键词 机械密封 膜盒 疲劳裂纹 动力模型

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焊接金属波纹管失弹机理研究-应力松弛 被引量：5

11

作者 安源胜 蔡仁良 +2 位作者 刘卫东 汤毓红 何骁 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期7-9,共3页

高温下,波纹膜片的应力松弛是造成波纹管失弹的主要原因。本文通过对焊接金属波纹管的受力分析,从金属材料普遍遵循的 Bailey-Norton定律导出了波纹管的弹力松弛方程。试验对比结果表明,该公式较好地反映了波纹管实际使用过程中的失弹情... 高温下,波纹膜片的应力松弛是造成波纹管失弹的主要原因。本文通过对焊接金属波纹管的受力分析,从金属材料普遍遵循的 Bailey-Norton定律导出了波纹管的弹力松弛方程。试验对比结果表明,该公式较好地反映了波纹管实际使用过程中的失弹情况,具有较好的应用性。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 应力松弛 失弹 机械密封

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波片波形对焊接金属波纹管刚度的影响 被引量：6

12

作者 谭金 马咏梅 王庆 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期40-44,共5页

焊接金属波纹管是密封件中重要部件,波纹管刚度对密封件的密封性能有显著影响。以2种S型波形DN70波纹管为研究对象,建立波纹管的单波有限元模型,确定适合的边界条件,分别研究波片波形直线段、圆弧段几何尺寸对其刚度的影响,通过优化分... 焊接金属波纹管是密封件中重要部件,波纹管刚度对密封件的密封性能有显著影响。以2种S型波形DN70波纹管为研究对象,建立波纹管的单波有限元模型,确定适合的边界条件,分别研究波片波形直线段、圆弧段几何尺寸对其刚度的影响,通过优化分析获得与设计公式偏差较小的波形尺寸。研究结果表明,波片波形尺寸对波纹管的刚度有明显影响,内圆斜边波形的波片刚度比内圆直边波形的刚度大,直线段波形对刚度的影响比圆弧段波形大。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 波形 刚度 密封件

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温度对机械密封金属波纹管力学性能的影响 被引量：7

13

作者 韩燕 王淮维 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期85-88,共4页

为了研究温度对机械密封金属波纹管力学性能的影响,建立高温泵用机械密封焊接金属波纹管计算模型,利用ANSYS软件计算波片的温度场,并通过间接耦合法计算不同介质温度下的热应力与热应变场,得到温度对波纹管力学性能的影响规律。计算结... 为了研究温度对机械密封金属波纹管力学性能的影响,建立高温泵用机械密封焊接金属波纹管计算模型,利用ANSYS软件计算波片的温度场,并通过间接耦合法计算不同介质温度下的热应力与热应变场,得到温度对波纹管力学性能的影响规律。计算结果表明:在高温工况下波纹管波片内产生了较大的热应力和热应变,增大了波纹管断裂、失弹等形式的失效的危险,在设计和使用过程中必须对此引起足够重视;在高温工况下波纹管波片等效热应力、热应变的最大值均出现在波片波谷处。 展开更多

关键词 波纹管 机械密封 力学性能

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苯酐泵机械密封失效分析与改进措施 被引量：3

14

作者 张建奎 郝木明 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期179-181,207,共4页

针对苯酐泵国产用波纹管机械密封使用时常见的故障进行了失效分析,并对波纹管组件的材质、结构、制造工艺以及端面比压设计等方面提出了改进方法,使国产机械密封的使用寿命大大延长。

关键词 苯酐泵 焊接金属波纹管 机械密封 端面比压

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压力对膜盒式端面密封平衡直径的影响 被引量：3

15

作者 吴霖 姜绪强 +1 位作者 李铭 窦唯 《火箭推进》 CAS 2021年第2期54-60,共7页

膜盒式端面密封在低温液体火箭发动机涡轮泵中有着广泛的应用,作为直接影响密封工作稳定性及涡轮泵工作可靠性的重要参数,端面比压、膜盒平衡直径等如何选取一直是密封设计的重要工作。以某型低温液体火箭发动机涡轮泵的膜盒式端面密封... 膜盒式端面密封在低温液体火箭发动机涡轮泵中有着广泛的应用,作为直接影响密封工作稳定性及涡轮泵工作可靠性的重要参数,端面比压、膜盒平衡直径等如何选取一直是密封设计的重要工作。以某型低温液体火箭发动机涡轮泵的膜盒式端面密封为研究对象,研究压缩量、工作压力对膜盒应力分布、平衡直径、载荷系数和端面比压的影响。应用有限元法建立了膜盒应力分析模型,得到了不同压缩量和充压压力下膜盒的应力分布和端面压紧力,分析膜盒平衡直径随压力增大而显著下降的机理。结合理论分析,开展比压测量装置设计和测量,验证数值仿真得出的规律,并发现现有产品的实际平衡直径比理论计算要小。最后基于仿真和测试结果对现有端面密封方案进行改进,通过台架运转试验验证仿真、测量以及改进方案的准确性,为低温液体火箭发动机涡轮泵用密封端面比压的选取提供了更为合理可行的方法。 展开更多

关键词 火箭发动机 膜盒式端面密封 平衡直径 数值仿真 比压试验

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热油泵用机械密封波纹管疲劳特性研究 被引量：11

16

作者 刘进祥 穆塔里夫·阿赫迈德 田雪峰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期96-101,共6页

热油泵用波纹管机械密封装置的关键零部件金属波纹管,在变工况条件下极易出现疲劳断裂情况。为研究热油泵用机械密封波纹管疲劳特性,建立U形和V形2种类型金属波纹的三维模型,采用结构-热多场耦合分析方法,分析金属波纹管在不同温差工况... 热油泵用波纹管机械密封装置的关键零部件金属波纹管,在变工况条件下极易出现疲劳断裂情况。为研究热油泵用机械密封波纹管疲劳特性,建立U形和V形2种类型金属波纹的三维模型,采用结构-热多场耦合分析方法,分析金属波纹管在不同温差工况下的变形场、应力场和疲劳寿命变化规律。结果表明:U形和V形金属波纹管的最大应力值和最大变形量都随着温差的增大而增大,最小疲劳寿命随着温差的增大而减小;V形金属波纹管的力学性能与疲劳性能均好于U形金属波纹管;受力端为整个金属波纹管整体最易损坏部位,该处变形量和应力值都为最大,而疲劳寿命值为最小,为提高金属波纹管的使用寿命和运行稳定性,须对该处进行加固处理。 展开更多

关键词 机械密封 金属波纹管 结构-热耦合 疲劳寿命

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焊接金属波纹管结构参数对平衡直径的影响 被引量：5

17

作者 张清波 马咏梅 +2 位作者 邹晗阳 贾邵秀 兰铁栓 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期47-52,共6页

焊接金属波纹管密封性能受自身平衡直径的影响,而平衡直径与波纹管结构参数有关。为了了解焊接金属波纹管各结构参数对平衡直径的影响规律与影响程度,方便评估密封安全性,建立焊接金属波纹管数学模型和三维模型;根据数学模型,得出理想... 焊接金属波纹管密封性能受自身平衡直径的影响,而平衡直径与波纹管结构参数有关。为了了解焊接金属波纹管各结构参数对平衡直径的影响规律与影响程度,方便评估密封安全性,建立焊接金属波纹管数学模型和三维模型;根据数学模型,得出理想状态下焊接金属波纹管平衡直径表达式;在ANSYS workbench中改变波形、波厚、波数和波距,得出相应参数下的平衡直径数值,并分析不同参数对平衡直径的影响。分析结果表明:其他参数不变时,内外压作用下不同波形焊接金属波纹管的平衡直径随压力先快速增大,后增加趋势逐渐减小;受内压工况下平衡直径随波厚的增大而减小,随波数的增大而增大,随波距的增大而减少,受外压工况下平衡直径随波厚的增大而减小,随波数的增大而增大,随波距的增大而增大;受内压工况下各结构参数对平衡直径影响程度由大到小依次为波厚、波距、波数和波形,受外压工况下各结构参数对平衡直径的影响程度由大到小依次为波厚、波形、波距和波数。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 平衡直径 结构参数 密封性能

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机/相扫雷达天线座柔性密封环研制

18

作者 朱永明 王春学 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2007年第3期93-96,共4页

介绍了机/相扫雷达天线座柔性密封环密封结构特点,阐明了密封环结构设计、材料选择、制造加工方法。分析了膜片波形、宽度、膜片成型角和膜片个数对波纹管力学性能的影响,对柔性密封环优化及改性,通过模拟试验装置进行评定及分析,研制... 介绍了机/相扫雷达天线座柔性密封环密封结构特点,阐明了密封环结构设计、材料选择、制造加工方法。分析了膜片波形、宽度、膜片成型角和膜片个数对波纹管力学性能的影响,对柔性密封环优化及改性,通过模拟试验装置进行评定及分析,研制的密封环,经各项试验考核,寿命和密封均符合总体设计要求。 展开更多

关键词 机械密封 波纹管 密封环

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大波距液压成形金属波纹管机械密封研制 被引量：2

19

作者 奉明忠 《化工设备与管道》 CAS 2017年第6期47-49,共3页

介绍了液压成形的金属波纹管机械密封在高黏度介质中的运用,分析了液压成形金属波纹管的设计制造难度,并在多个领域进行了实践,丰富了设计制造经验。该液压波纹管机械密封研发的成功将填补国内空白,解决好高黏度行业机械密封的难题,将... 介绍了液压成形的金属波纹管机械密封在高黏度介质中的运用,分析了液压成形金属波纹管的设计制造难度,并在多个领域进行了实践,丰富了设计制造经验。该液压波纹管机械密封研发的成功将填补国内空白,解决好高黏度行业机械密封的难题,将广泛运用于合成橡胶、聚酯、树脂和纸浆行业,产生良好的经济效益。 展开更多

关键词 大波距 液压成形 金属波纹管 机械密封

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深冷泵机械密封的国产化改造及其应用 被引量：1

20

作者 许斌 《流体机械》 CSCD 北大核心 2005年第7期46-48,8,共4页

深冷泵多采用进口多弹簧串联机械密封,但价格高、供货周期长。对深冷泵用机械密封进行了国产化研究,所研制的机械密封实现了要求工况下平稳、长周期的运行。

关键词 焊接金属波纹管 串联密封 进口橡胶圈

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