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O型橡胶密封圈动密封应力分布数值模拟研究
被引量:
5
1
作者
张心怡
贾均红
+3 位作者
高飒飒
李洪春
李东升
杨晓东
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2023年第10期1745-1752,共8页
O型橡胶密封圈是航空航天密封机构中一个重要的零部件,由于其服役工况条件复杂,极易出现密封失效进而影响机构系统的正常运行。本文针对O型密封圈的选型及动密封失效问题,基于ABAQUS建立了O型橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析了不同橡...
O型橡胶密封圈是航空航天密封机构中一个重要的零部件,由于其服役工况条件复杂,极易出现密封失效进而影响机构系统的正常运行。本文针对O型密封圈的选型及动密封失效问题,基于ABAQUS建立了O型橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析了不同橡胶材料O型密封圈在往复运动时的应力变化,探究了压缩率、摩擦因数、介质压力对其密封性能的影响,并对其在往复运动中的失效形式和失效位置进行了预判。研究表明,相比于三元乙丙橡胶和氟橡胶,相同条件下丁腈橡胶密封圈密封性能较好;预压缩的过程中,O型橡胶密封圈被压缩而发生变形呈鼓形,最大Von Mises应力出现在密封圈与密封凹槽和活塞轴接触位置。往复运动过程中,随着压缩率、摩擦因数和介质压力的增大,O型橡胶密封圈的最大Von Mises应力和最大接触应力都随之增大;当行程结束时,其最大Von Mises应力值达到一个峰值,且摩擦因数越大,峰值越大;最大Von Mises应力和接触应力都会随着介质压力的增大而增大,在活塞拐角处较容易发生应力集中现象。本研究可为O型橡胶密封圈的材料选择及动密封的参数调控提供理论依据。
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关键词
O型橡胶密封圈
动密封
应力
密封性能
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职称材料
苯环侧基磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能研究
2
作者
李东升
《功能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期217-223,共7页
以1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,对苯二酚和4,4’-二氯二苯砜为单体,通过亲核取代反应,制备出一系列带有苯环侧基的聚芳醚砜共聚物。以氯磺酸为磺化剂对聚合物进行磺化得到了磺酸基在苯环侧基上的磺化聚芳醚砜树脂。用红外光谱(FT-IR),...
以1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,对苯二酚和4,4’-二氯二苯砜为单体,通过亲核取代反应,制备出一系列带有苯环侧基的聚芳醚砜共聚物。以氯磺酸为磺化剂对聚合物进行磺化得到了磺酸基在苯环侧基上的磺化聚芳醚砜树脂。用红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1 H-NMR)表征了聚合物结构。通过观察透射电镜发现离子簇无规律地分散在膜中。性能测试结果表明,这些侧链磺化的质子交换膜具有优异的耐热性、机械性能,高的电导率及低的甲醇渗透率。
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关键词
磺化聚芳醚砜
质子交换膜
苯环侧基磺化
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职称材料
液体火箭发动机用橡胶密封材料低温密封性能
3
作者
李晓鹏
许灿
+1 位作者
薛立毅
王倩
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期183-190,共8页
为研究液体火箭用橡胶密封材料的低温密封性能,采用多种橡胶材料低温特征温度测试方法对液体火箭发动机常用的5种橡胶密封材料低温性能进行表征,在不同压缩率、不同工作温度及不同压差下对各橡胶密封材料在低温下的密封能力开展试验研...
为研究液体火箭用橡胶密封材料的低温密封性能,采用多种橡胶材料低温特征温度测试方法对液体火箭发动机常用的5种橡胶密封材料低温性能进行表征,在不同压缩率、不同工作温度及不同压差下对各橡胶密封材料在低温下的密封能力开展试验研究。建立橡胶密封圈仿真模型,分析橡胶密封圈在不同工作温度及不同压差的密封性能,并探讨其低温密封机制。研究结果表明:低温环境下橡胶低压缩率下的密封能力高于高压缩率下的密封能力;低温环境下由于橡胶的低温收缩和弹性模量急剧增大,在低压差下难以导致橡胶材料变形从而形成密封,须提高压差使得密封表面产生足够接触压力而形成密封。因此橡胶材料低温密封能力与材料低温收缩性能、弹性模量及压差相关,且工作温度超过橡胶低温下临界温度后,O形圈密封能力弱,易发生泄漏。
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关键词
橡胶密封材料
低温
特征温度
密封机制
液体火箭发动机
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职称材料
不同碳链长度半芳族聚酰胺热塑性弹性体的合成与性能
被引量:
2
4
作者
文言泽
李东升
+4 位作者
李洪春
黄骁
严光明
杨杰
张刚
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期1-7,共7页
以长链醚胺及脂肪族不同碳链长度的二胺为原料,通过界面亲电取代反应分别合成了双氟取代的长链醚胺软段和半芳族酰胺硬段,并采用常压溶液缩聚法,将其与对苯二酚通过共聚的方式,制备了一系列新型不同硬段结构的聚酰胺弹性体。通过红外光...
以长链醚胺及脂肪族不同碳链长度的二胺为原料,通过界面亲电取代反应分别合成了双氟取代的长链醚胺软段和半芳族酰胺硬段,并采用常压溶液缩聚法,将其与对苯二酚通过共聚的方式,制备了一系列新型不同硬段结构的聚酰胺弹性体。通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(^(1)H-NMR)表征了单体及聚合物的化学结构;差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)测试结果表明,所制备的弹性体具有优异的热性能(熔点在248~300℃之间,热分解温度高于380℃);广角X射线衍射法(WAXD)研究了其聚集态与分子结构的关系,表现为相同的结晶类型;维卡软化点分析(VST)表明该系列聚合物具有较高的使用温度;通过拉伸实验对其拉伸强度和断裂伸长率进行了表征。结果表明该类聚合物具有优良的热性能、力学性能,其最大形变可达350%,可望作为特殊弹性体材料用于高温、腐蚀性苛刻环境。
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关键词
热塑性弹性体
溶液缩聚
聚酰胺
耐高温
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职称材料
含活性羧基不同软段长度聚醚砜酰胺树脂制备及性能
5
作者
文言泽
李东升
+3 位作者
李洪春
黄骁
严光明
张刚
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期26-33,共8页
以不同长度的长链醚胺与对氟苯甲酰氯为原料,通过界面亲电取代反应合成了3种双氟取代的长链醚胺,并采用常压溶液缩聚法,将其与联苯二酚、4,4'-二氯二苯砜及2-(双(4-羟基苯基)甲基)苯甲酸通过共聚的方式,制备了一系列新型不同脂肪链...
以不同长度的长链醚胺与对氟苯甲酰氯为原料,通过界面亲电取代反应合成了3种双氟取代的长链醚胺,并采用常压溶液缩聚法,将其与联苯二酚、4,4'-二氯二苯砜及2-(双(4-羟基苯基)甲基)苯甲酸通过共聚的方式,制备了一系列新型不同脂肪链段长度及含量的聚芳醚酰胺树脂。通过红外光谱和核磁共振氢谱表征了单体及聚合物的化学结构;差示扫描量热分析、动态力学热分析和热重分析结果表明所制备的聚合物具有优异的热性能,并且能够通过改变分子链段中软段的种类及共聚比例,对热性能进行一定程度的调整(玻璃化转变温度在83.9~215.3℃之间,热分解温度在361.3~426.3℃之间);通过拉伸实验对其拉伸强度和断裂伸长率进行了表征;摩擦学性能测试表明该系列聚合物摩擦系数为0.50~0.60。该类聚合物具有优良的热性能、力学性能及摩擦性能,可望作为特殊树脂材料用于高温、耐磨苛刻环境。
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关键词
半芳族聚醚酰胺
亲核取代
耐高温
摩擦系数
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职称材料
硫化体系对三元乙丙复合材料性能的影响
被引量:
3
6
作者
李晓鹏
李东升
+1 位作者
杨晓东
李洪春
《火箭推进》
CAS
2018年第2期66-70,共5页
研究了过氧化物硫化体系、硫黄硫化体系、含硫黄复合硫化体系以及不含硫黄复合硫化体系对三元乙丙橡胶复合材料力学性能以及工艺性的影响。研究结果表明:采用过氧化物硫化体系制备的复合材料交联密度要远高于其它三种硫化体系,而促进剂...
研究了过氧化物硫化体系、硫黄硫化体系、含硫黄复合硫化体系以及不含硫黄复合硫化体系对三元乙丙橡胶复合材料力学性能以及工艺性的影响。研究结果表明:采用过氧化物硫化体系制备的复合材料交联密度要远高于其它三种硫化体系,而促进剂会影响过氧化物的交联效率;采用过氧化物硫化体系制备的硫化胶,其拉伸强度以及耐压缩永久变形性能最佳,而含硫黄硫化体系具有优异的抗撕裂性能;过氧化物硫化体系容易造成产品分模线撕裂,而含硫复合硫化体系可以显著改善这一状况;硫黄以及促进剂容易造成三元乙丙橡胶的喷霜。最后,不含硫的复合硫化体系具有最佳的力学性能以及工艺性能,可以广泛地应用于三元乙丙橡胶的配方设计。
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关键词
三元乙丙橡胶
硫化体系
分模线撕裂
复合材料
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职称材料
题名
O型橡胶密封圈动密封应力分布数值模拟研究
被引量:
5
1
作者
张心怡
贾均红
高飒飒
李洪春
李东升
杨晓东
机构
陕西
科技大学机电
工程
学院
西安航天动力研究所陕西省特种密封技术工程研究中心
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2023年第10期1745-1752,共8页
基金
陕西省重点研发计划项目(2023-YBGY-346)。
文摘
O型橡胶密封圈是航空航天密封机构中一个重要的零部件,由于其服役工况条件复杂,极易出现密封失效进而影响机构系统的正常运行。本文针对O型密封圈的选型及动密封失效问题,基于ABAQUS建立了O型橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析了不同橡胶材料O型密封圈在往复运动时的应力变化,探究了压缩率、摩擦因数、介质压力对其密封性能的影响,并对其在往复运动中的失效形式和失效位置进行了预判。研究表明,相比于三元乙丙橡胶和氟橡胶,相同条件下丁腈橡胶密封圈密封性能较好;预压缩的过程中,O型橡胶密封圈被压缩而发生变形呈鼓形,最大Von Mises应力出现在密封圈与密封凹槽和活塞轴接触位置。往复运动过程中,随着压缩率、摩擦因数和介质压力的增大,O型橡胶密封圈的最大Von Mises应力和最大接触应力都随之增大;当行程结束时,其最大Von Mises应力值达到一个峰值,且摩擦因数越大,峰值越大;最大Von Mises应力和接触应力都会随着介质压力的增大而增大,在活塞拐角处较容易发生应力集中现象。本研究可为O型橡胶密封圈的材料选择及动密封的参数调控提供理论依据。
关键词
O型橡胶密封圈
动密封
应力
密封性能
Keywords
rubber O-ring seal
dynamic seal
stress
sealing performance
分类号
TH145.41 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
苯环侧基磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能研究
2
作者
李东升
机构
西安航天动力研究所陕西省特种密封技术工程研究中心
出处
《功能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期217-223,共7页
文摘
以1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,对苯二酚和4,4’-二氯二苯砜为单体,通过亲核取代反应,制备出一系列带有苯环侧基的聚芳醚砜共聚物。以氯磺酸为磺化剂对聚合物进行磺化得到了磺酸基在苯环侧基上的磺化聚芳醚砜树脂。用红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1 H-NMR)表征了聚合物结构。通过观察透射电镜发现离子簇无规律地分散在膜中。性能测试结果表明,这些侧链磺化的质子交换膜具有优异的耐热性、机械性能,高的电导率及低的甲醇渗透率。
关键词
磺化聚芳醚砜
质子交换膜
苯环侧基磺化
Keywords
sulfonated poly(arylene ether sulfone)s
proton exchange membrane
sulfonated pendent groups
分类号
TQ317.3 [化学工程—高聚物工业]
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职称材料
题名
液体火箭发动机用橡胶密封材料低温密封性能
3
作者
李晓鹏
许灿
薛立毅
王倩
机构
西安
航天
动力
研究所
出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期183-190,共8页
文摘
为研究液体火箭用橡胶密封材料的低温密封性能,采用多种橡胶材料低温特征温度测试方法对液体火箭发动机常用的5种橡胶密封材料低温性能进行表征,在不同压缩率、不同工作温度及不同压差下对各橡胶密封材料在低温下的密封能力开展试验研究。建立橡胶密封圈仿真模型,分析橡胶密封圈在不同工作温度及不同压差的密封性能,并探讨其低温密封机制。研究结果表明:低温环境下橡胶低压缩率下的密封能力高于高压缩率下的密封能力;低温环境下由于橡胶的低温收缩和弹性模量急剧增大,在低压差下难以导致橡胶材料变形从而形成密封,须提高压差使得密封表面产生足够接触压力而形成密封。因此橡胶材料低温密封能力与材料低温收缩性能、弹性模量及压差相关,且工作温度超过橡胶低温下临界温度后,O形圈密封能力弱,易发生泄漏。
关键词
橡胶密封材料
低温
特征温度
密封机制
液体火箭发动机
Keywords
rubber sealing material
low temperature
characteristic temperature
sealing mechanism
liquid rocket engine
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
不同碳链长度半芳族聚酰胺热塑性弹性体的合成与性能
被引量:
2
4
作者
文言泽
李东升
李洪春
黄骁
严光明
杨杰
张刚
机构
四川大学分析测试
中心
西安航天动力研究所陕西省特种密封技术工程研究中心
成都斯派恩新材料有限公司
高分子材料
工程
国家重点实验室(四川大学)
出处
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期1-7,共7页
文摘
以长链醚胺及脂肪族不同碳链长度的二胺为原料,通过界面亲电取代反应分别合成了双氟取代的长链醚胺软段和半芳族酰胺硬段,并采用常压溶液缩聚法,将其与对苯二酚通过共聚的方式,制备了一系列新型不同硬段结构的聚酰胺弹性体。通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(^(1)H-NMR)表征了单体及聚合物的化学结构;差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)测试结果表明,所制备的弹性体具有优异的热性能(熔点在248~300℃之间,热分解温度高于380℃);广角X射线衍射法(WAXD)研究了其聚集态与分子结构的关系,表现为相同的结晶类型;维卡软化点分析(VST)表明该系列聚合物具有较高的使用温度;通过拉伸实验对其拉伸强度和断裂伸长率进行了表征。结果表明该类聚合物具有优良的热性能、力学性能,其最大形变可达350%,可望作为特殊弹性体材料用于高温、腐蚀性苛刻环境。
关键词
热塑性弹性体
溶液缩聚
聚酰胺
耐高温
Keywords
thermoplastic elastomer
solution poly-condensation
polyamide
high temperature resistance
分类号
TQ334 [化学工程—橡胶工业]
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职称材料
题名
含活性羧基不同软段长度聚醚砜酰胺树脂制备及性能
5
作者
文言泽
李东升
李洪春
黄骁
严光明
张刚
机构
四川大学分析测试
中心
西安航天动力研究所陕西省特种密封技术工程研究中心
成都斯派恩新材料有限公司
高分子材料
工程
国家重点实验室(四川大学)
出处
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期26-33,共8页
基金
JG2020188。
文摘
以不同长度的长链醚胺与对氟苯甲酰氯为原料,通过界面亲电取代反应合成了3种双氟取代的长链醚胺,并采用常压溶液缩聚法,将其与联苯二酚、4,4'-二氯二苯砜及2-(双(4-羟基苯基)甲基)苯甲酸通过共聚的方式,制备了一系列新型不同脂肪链段长度及含量的聚芳醚酰胺树脂。通过红外光谱和核磁共振氢谱表征了单体及聚合物的化学结构;差示扫描量热分析、动态力学热分析和热重分析结果表明所制备的聚合物具有优异的热性能,并且能够通过改变分子链段中软段的种类及共聚比例,对热性能进行一定程度的调整(玻璃化转变温度在83.9~215.3℃之间,热分解温度在361.3~426.3℃之间);通过拉伸实验对其拉伸强度和断裂伸长率进行了表征;摩擦学性能测试表明该系列聚合物摩擦系数为0.50~0.60。该类聚合物具有优良的热性能、力学性能及摩擦性能,可望作为特殊树脂材料用于高温、耐磨苛刻环境。
关键词
半芳族聚醚酰胺
亲核取代
耐高温
摩擦系数
Keywords
semi-aromatic polyether amide
nucleophilic substitution
high temperature resistance
friction coefficient
分类号
TQ323 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
硫化体系对三元乙丙复合材料性能的影响
被引量:
3
6
作者
李晓鹏
李东升
杨晓东
李洪春
机构
西安航天动力研究所陕西省特种密封技术工程研究中心
出处
《火箭推进》
CAS
2018年第2期66-70,共5页
文摘
研究了过氧化物硫化体系、硫黄硫化体系、含硫黄复合硫化体系以及不含硫黄复合硫化体系对三元乙丙橡胶复合材料力学性能以及工艺性的影响。研究结果表明:采用过氧化物硫化体系制备的复合材料交联密度要远高于其它三种硫化体系,而促进剂会影响过氧化物的交联效率;采用过氧化物硫化体系制备的硫化胶,其拉伸强度以及耐压缩永久变形性能最佳,而含硫黄硫化体系具有优异的抗撕裂性能;过氧化物硫化体系容易造成产品分模线撕裂,而含硫复合硫化体系可以显著改善这一状况;硫黄以及促进剂容易造成三元乙丙橡胶的喷霜。最后,不含硫的复合硫化体系具有最佳的力学性能以及工艺性能,可以广泛地应用于三元乙丙橡胶的配方设计。
关键词
三元乙丙橡胶
硫化体系
分模线撕裂
复合材料
Keywords
ethylene propylene diene monomer
curing system
parting line tear
composite material
分类号
TB33-34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
O型橡胶密封圈动密封应力分布数值模拟研究
张心怡
贾均红
高飒飒
李洪春
李东升
杨晓东
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2023
5
在线阅读
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职称材料
2
苯环侧基磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能研究
李东升
《功能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
0
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职称材料
3
液体火箭发动机用橡胶密封材料低温密封性能
李晓鹏
许灿
薛立毅
王倩
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
4
不同碳链长度半芳族聚酰胺热塑性弹性体的合成与性能
文言泽
李东升
李洪春
黄骁
严光明
杨杰
张刚
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
5
含活性羧基不同软段长度聚醚砜酰胺树脂制备及性能
文言泽
李东升
李洪春
黄骁
严光明
张刚
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
6
硫化体系对三元乙丙复合材料性能的影响
李晓鹏
李东升
杨晓东
李洪春
《火箭推进》
CAS
2018
3
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职称材料
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