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基于多重响应面法的水下卡箍连接器密封结构协同优化设计
1
作者
安维峥
陈柏江
+2 位作者
王懿
侯广信
马强
《润滑与密封》
北大核心
2025年第9期149-155,共7页
水下卡箍连接器在恶劣的海洋环境及复杂的载荷条件下容易发生密封失效和屈服失效,而各零部件间的尺寸关系将会影响水下卡箍连接器的性能。为提高水下卡箍连接器安全性能,结合水下卡箍连接器结构特征,基于多重响应面法和多岛遗传算法(MI...
水下卡箍连接器在恶劣的海洋环境及复杂的载荷条件下容易发生密封失效和屈服失效,而各零部件间的尺寸关系将会影响水下卡箍连接器的性能。为提高水下卡箍连接器安全性能,结合水下卡箍连接器结构特征,基于多重响应面法和多岛遗传算法(MIGA)建立协同结构优化设计方法。以某油田水下卡箍连接器为例,通过灵敏度分析确定密封圈半径、上法兰厚度和上法兰接触角度为主要优化参数;采用Box-Behnken试验设计方法(BBD)建立多响应面模型,结合MIGA对其进行结构优化。结果表明:通过协同优化提高了水下卡箍连接器的密封性能,优化后在最大等效应力仅增大3%的情况下,水下卡箍连接器的最大接触压力增大了5.7%,质量减小了0.32%。研究结果为综合考虑多因素条件下水下卡箍连接器密封结构优化提供了参考。
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关键词
水下卡箍连接器
多重响应面法
多岛遗传算法
密封结构
结构优化
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职称材料
水下卡箍连接器金属密封圈结构优化
被引量：
5
2
作者
胡晓明
运飞宏
+5 位作者
石磊
孙海亭
杨成鹏
王立权
刘伟丰
矫克丰
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期117-124,共8页
水下卡箍连接器金属密封圈的结构对密封性能影响很大。为得到最优的密封圈结构尺寸,通过有限元静力学分析及优化模块,分析金属密封圈所受的接触应力与结构参数之间的关系。结构优化以法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度为...
水下卡箍连接器金属密封圈的结构对密封性能影响很大。为得到最优的密封圈结构尺寸,通过有限元静力学分析及优化模块,分析金属密封圈所受的接触应力与结构参数之间的关系。结构优化以法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度为设计变量,最大接触应力和最小法兰轴向力为目标函数,密封圈最大等效应力为约束变量,建立水下卡箍连接器的多目标优化模型,并使用响应面方法对其进行优化,得到多目标优化下密封圈最佳的尺寸组合。结果表明:在法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度4个参数中,法兰锥面倾角对密封圈所需轴向力影响最大,角度越小,密封圈所需要的轴向力越小;优化后的密封圈在同样接触应力时,最大等效应力降低7.7%,法兰轴向力降低37.3%。可见在密封相同压力下,优化后密封圈需要的轴向力更小,因而使用寿命更长。
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关键词
金属密封圈
接触应力
结构优化
密封性能
水下卡箍连接器
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职称材料
题名
基于多重响应面法的水下卡箍连接器密封结构协同优化设计
1
作者
安维峥
陈柏江
王懿
侯广信
马强
机构
中海油研究总院有限责任公司
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
出处
《润滑与密封》
北大核心
2025年第9期149-155,共7页
基金
“1500 m级水下采油树及控制系统研制”专项经费资助项目(2023GXB01-01-001)。
文摘
水下卡箍连接器在恶劣的海洋环境及复杂的载荷条件下容易发生密封失效和屈服失效,而各零部件间的尺寸关系将会影响水下卡箍连接器的性能。为提高水下卡箍连接器安全性能,结合水下卡箍连接器结构特征,基于多重响应面法和多岛遗传算法(MIGA)建立协同结构优化设计方法。以某油田水下卡箍连接器为例,通过灵敏度分析确定密封圈半径、上法兰厚度和上法兰接触角度为主要优化参数;采用Box-Behnken试验设计方法(BBD)建立多响应面模型,结合MIGA对其进行结构优化。结果表明:通过协同优化提高了水下卡箍连接器的密封性能,优化后在最大等效应力仅增大3%的情况下,水下卡箍连接器的最大接触压力增大了5.7%,质量减小了0.32%。研究结果为综合考虑多因素条件下水下卡箍连接器密封结构优化提供了参考。
关键词
水下卡箍连接器
多重响应面法
多岛遗传算法
密封结构
结构优化
Keywords
underwater clamp connector
multiple response surface method
multi-island genetic algorithm
sealing structure
structure optimization
分类号
TH136 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
水下卡箍连接器金属密封圈结构优化
被引量：
5
2
作者
胡晓明
运飞宏
石磊
孙海亭
杨成鹏
王立权
刘伟丰
矫克丰
机构
海洋石油工程股份有限公司设计院
哈尔滨工程大学机电工程学院
出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期117-124,共8页
基金
工信部高技术船舶科研项目(MC-201901-S01-03)。
文摘
水下卡箍连接器金属密封圈的结构对密封性能影响很大。为得到最优的密封圈结构尺寸,通过有限元静力学分析及优化模块,分析金属密封圈所受的接触应力与结构参数之间的关系。结构优化以法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度为设计变量,最大接触应力和最小法兰轴向力为目标函数,密封圈最大等效应力为约束变量,建立水下卡箍连接器的多目标优化模型,并使用响应面方法对其进行优化,得到多目标优化下密封圈最佳的尺寸组合。结果表明:在法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度4个参数中,法兰锥面倾角对密封圈所需轴向力影响最大,角度越小,密封圈所需要的轴向力越小;优化后的密封圈在同样接触应力时,最大等效应力降低7.7%,法兰轴向力降低37.3%。可见在密封相同压力下,优化后密封圈需要的轴向力更小,因而使用寿命更长。
关键词
金属密封圈
接触应力
结构优化
密封性能
水下卡箍连接器
Keywords
metal sealing ring
contact stress
structure optimization
sealing performance
underwater clamp connector
分类号
TH136 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多重响应面法的水下卡箍连接器密封结构协同优化设计
安维峥
陈柏江
王懿
侯广信
马强
《润滑与密封》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
水下卡箍连接器金属密封圈结构优化
胡晓明
运飞宏
石磊
孙海亭
杨成鹏
王立权
刘伟丰
矫克丰
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
已选择
0
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