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题名V形金属密封环密封性能研究与优化
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作者
李卫民
唐兆庆
张彦鹏
杨泽宇
宋明林
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机构
辽宁工业大学机械工程与自动化学院
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出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第11期158-166,共9页
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基金
辽宁省“揭榜挂帅”科技重点专项(2022JH1/10800022)。
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文摘
针对某型发动机排气系统的法兰连接密封问题,提出一种V形金属密封环,研究V形金属密封环在多种工况下的密封特性。通过压缩回弹试验,得到V形金属密封环的压缩量与施加载荷之间的关系,进一步分析在常温及高温工况下,压缩量对密封性能的影响,从而确定合适的轴向压缩范围。结合有限元分析,研究壁厚、波谷半径、接触圆半径、环宽以及开口角度等5个参数对密封性能的影响。基于Box-Behnken试验设计构建响应面模型,采用多目标遗传算法优化结构参数。基于Design-Expert软件对V形环结构进行多目标优化,并对优化后的结构可靠性进行了验证。结果表明:结构参数对密封性能具有显著影响,最大等效应力与开口角度、波谷半径和壁厚呈正相关,与接触圆半径成反比,最大接触压力与波谷半径、壁厚呈正相关,与开口角度、接触圆半径和环宽成反比;优化后,最大等效应力下降了1.3%,最大接触压力增加了23.6%。
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关键词
v形金属密封环
压缩回弹性能
多目标优化设计
汽车排气系统
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Keywords
v-shaped metal sealing ring
compression-resilience performance
multi-objective optimization design
automotive exhaust systems
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分类号
TH136
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名汽车排气管V形金属密封环设计与优化
被引量：3
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作者
李卫民
张凯璇
杨瀚文
刁家宇
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机构
辽宁工业大学机械工程与自动化学院
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期159-166,220,共9页
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基金
辽宁省教育厅科学研究经费项目(JZL202015401)。
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文摘
针对汽车排气管密封问题,设计一种适合汽车排气系统密封的V形金属密封环。该密封环采用平面接触、小接触压力方式,在满足密封要求的同时避免了较大的预紧力;在波谷处采用圆弧过渡,降低了密封环的整体刚度,侧边倾斜一定角度以增大密封环的回弹性能。利用ANSYS Workbench软件对V形金属密封环常温预紧和高温工况下的密封性能进行分析,在保证密封强度要求下确定安装时合适的轴向压缩量;分析密封环结构参数对密封性能的影响,发现壁厚、环宽、波谷半径、接触圆半径、开口角度对密封性能影响较大。基于Design-Expert软件对密封环结构参数进行多目标优化,从而降低了密封环最大等效应力,提高了最大接触压力,减小了密封环质量,并通过相关实验验证有限元模型的可靠性。
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关键词
汽车排气管
v形金属密封环
轴向压缩量
密封性能
结构优化
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Keywords
automotive exhaust pipe
v-shaped metallic sealing ring
axial compression
sealing performance
structural optimization
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分类号
TH136
[机械工程—机械制造及自动化]
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