非渐扩形结构指尖密封特性研究

摘要

该文针对指尖密封曲梁廓线形成中出现的不利于降低迟滞率和接触压力的问题,尝试提出了一种非渐扩形指尖密封曲梁廓线结构.和传统的指尖密封结构有较大的不同,这种指尖密封曲线梁端面结构具有非渐扩形状的端面结构.该文讨论了非渐扩形结构指尖密封曲梁关键点坐标旋转的原因、旋转的约束条件,旋转后新坐标系圆心坐标的获得、旋转角度大小的确定、曲梁型线关键点坐标在新旧坐标系之间的转换及在ANSYS中建立有限元模型时坐标系统旋转的原因及角度大上的确定等问题.对于这些问题,文中都给出了详细的数学公式,并编写了相应的MATLAB程序,对于不同参数的非渐扩形结构指尖密封,只需对程序略加修改即可.该文简单介绍了ANSYS软件的接触分析模块,随后详细介绍了非渐扩形结构指尖密封的在ANSYS中的三维有限元模型的建立及接触分析的详细过程,并提出了一个表征非渐扩形结构指尖密封特性的参数:宽度比,分析计算表明宽度比对非渐扩形结构指尖密封的特性有较大影响.该文对非渐扩形结构指尖密封在不同宽度比和根圆外径下的接触压力、迟滞率及偏载率等特性进行了作图、分析、得出了相应的规律.文中还对非渐扩形结构指尖密封和传统结构指尖密封性能做了比较,结果显示非渐扩形结构指尖密封比传统指尖密封的接触压力小的多,这一特性可以增加指尖密封的使用寿命.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1先进航空发动机密封研究的意义和几种常用密封形式简介

1.1.1篦齿密封

1.1.2石墨端面密封

1.1.3刷式密封

1.1.4气膜密封

1.2指尖密封技术及其国内外研究现状

1.2.1指尖密封简介

1.2.2指尖密封技术的国内外研究现状

1.3本文研究的内容和意义

第二章指尖密封型线的坐标变换生成方法及非渐扩形型线的获得

2.1引言

2.2非渐扩形结构指尖密封型线和结构的形成原理

2.2.1指尖密封结构建模的约束条件

2.2.2单个指尖型线数学模型的推导

2.2.3非渐扩形结构指尖密封型线的坐标变换基本公式

2.2.4指尖密封建模中坐标轴的旋转

2.3坐标变换在MATLAB程序上的实现

2.4小结

附图

第三章非渐扩形结构指尖密封的有限元分析理论模型

3.1引言

3.2 ANSYS软件中接触分析的功能简介

3.2.1 ANSYS软件功能简介

3.2.2ANSYS软件的接触分析功能简介及有关参数处理

3.3非渐扩形结构指尖密封接触分析有限元模型的建立

3.3.1定义材料属性和单元类型

3.3.2非渐扩形结构指尖密封的三维有限元模型的前处理

3.3.3非渐扩形结构指尖密封有限元接触分析中接触对的定义

3.3.4非渐扩形结构指尖密封的宽度比参数

3.3.5载荷步文件的产生

3.3.6计算结果的分析

3.4小结

第四章非渐扩形结构指尖密封接触分析的计算结果及分析

4.1引言

4.2计算结果及分析

4.2.1宽度比K对非渐扩形结构指尖密封的接触压力和迟滞率的影响

4.2.2宽度比K对非渐扩形结构指尖密封偏载情况的影响

4.2.3不同压差工况下宽度比K对非渐扩形结构指尖密封性能的影响

4.2.4指尖密封外径尺寸对密封性能的影响

4.2.5非渐扩形结构和传统结构的指尖密封性能比较

4.3小结

第五章结论

参考文献

附录

致谢

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