航空发动机用W形金属密封环特性研究

【类型】学位论文

【作者】龚雪婷 

【关键词】 W形环 应力分析 密封性能 优化分析 动力学分析

【摘要】金属密封环是目前工业上最为广泛应用的一种静密封结构形式,虽然它的结构尺寸与整个设备相比很小,但它密封性能的好坏会直接影响到整个设备、乃至整个系统的安全运行。目前工业上主要使用的密封结构形式有金属O形环、金属C形环等等,它们在不同的工作场合均发挥了重要的作用。但是在动设备中,传统的密封环不能够很好地满足使用的要求,经常发生泄漏现象,这对于像航空航天等这样精密的工业来说,是绝对不允许出现的。基于这样的应用背景,本文提出了W形金属密封环(以下简称W形环),其目的主要是将它用在直升飞机上,这种新型的密封结构形式目前在国内很少使用,与其它结构形式的密封环相比,它振动的追随性好,更适合用在振动的场合,在工业领域中有很大的发展空间。本文对它的研究主要借助ANSYS软件,其研究内容如下：1、建立W形环的有限元模型,并对初始结构参数下的密封环在三种不同工况下的应力进行分析。2、运用有限元法,分别从操作参数和结构参数两个方面对密封环进行应力及密封性能的分析与讨论。3、运用ANSYS优化工具,根据不同的预紧要求,分别对W形环进行结构优化,并最终确定出合理的结构参数。4、对W形环进行动力学分析,如模态分析和谐响应分析,了解W形环的动力学特性,得出W形环在不同约束条件下的固有频率及在简谐激励下的稳态响应。5、对W形环进行密封泄漏实验及轴向刚度实验,并与理论分析结果比较,通过比较发现其实验结果与分析结果比较吻合,从而进一步验证了理论分析的合理性与正确性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京化工大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】蔡纪宁

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