渦旋壓縮機浮動密封圈的失效分析和疲勞可靠性設(shè)計.pdf

1、本文以渦旋壓縮機中浮動密封圈的疲勞可靠性設(shè)計為研究任務(wù)，闡述了疲勞可靠性設(shè)計的過程。文中從浮動密封圈的一種失效模式出發(fā)，運用疲勞裂紋擴展特性，從斷口分析中確定是疲勞失效模式后開始疲勞可靠性設(shè)計的過程。通過剛度試驗建立了對特氟龍材料力學(xué)性能的認(rèn)識，并以此作為力學(xué)模型分析的基礎(chǔ)。從特制樣品的疲勞試驗中得到鑄鋁合金A356.0在浮動密封圈應(yīng)用中的疲勞壽命特性，并利用可靠性試驗處理理論，將該疲勞特性提高到95％的置信度和95%的可靠度。結(jié)合有限

2、元分析技術(shù)和Goodman疲勞壽命失效準(zhǔn)則，建立了對稱拉壓疲勞應(yīng)力下的疲勞特性方程，并以此作為疲勞壽命可靠性預(yù)估的依據(jù)。經(jīng)過浮動密封圈在實際應(yīng)用中的受力分析，建立有限元分析的物理模型，利用雨流計數(shù)法找到有效的疲勞應(yīng)力循環(huán)，并根據(jù)高置信度和高可靠度的疲勞壽命特性，評估鋁柱子的理論壽命。以泄漏試驗相輔，找到產(chǎn)生失效的根本原因。最后針對失效的原因，從工程的角度出發(fā)，給出了兩種可行的改良方案，并用試驗的方法對解決方案進(jìn)行了驗證。
　　研究

3、結(jié)果表明：(1)通過剛度試驗，得到特氟龍材料的密封片在浮動密封圈應(yīng)用中力學(xué)性能曲線，利用這種材料特性進(jìn)行浮動密封圈力學(xué)分析可以滿足工程需要，結(jié)果可信。(2)將剛度具有非彈性滯后回歸特性的特氟龍材料的剛度進(jìn)行了分段線性化處理，進(jìn)而將密封片在浮動密封圈應(yīng)用中的力學(xué)過程進(jìn)行分解為裝配時和裝配后的兩個過程。該處理可使分析過程更加簡單、可靠，有限元分析更容易收斂，準(zhǔn)確性和經(jīng)濟性更好。(3)基于浮動密封圈樣品疲勞特性的建立，可很好地指導(dǎo)疲勞可靠性設(shè)