深海油压动力源密封技术研究机械工程专业论文.docxVIP

研究生优秀毕业论文 西南交通大学 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1．必威体育官网网址口，在 年解密后适用本授权书； 2．不必威体育官网网址囹，使用本授权书。 (请在以上方框内打“妒) 学位论文作者签名： 指导老师签名：形 日期：乙口／箩、华、f歹 日期：ZD f歹．辱．ff 万方数据 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 基于密封基本理论，结合深海超高压环境的特点，利用ANSYS软件对O形圈不 同工况下的密封性能进行分析。 1．建立了O形圈截面变形仿真模型，分析了深海高压环境对O形圈截面变形的影 响。 2．建立了O形圈静密封和往复动密封仿真模型，分析了静密封空载、承载状态和 往复动密封内、外行程中密封应力的情况，在此基础是上研究了下潜深度、预压缩率、 密封压力、材料硬度等因素对密封应力的影响，对比了海面和深海两种环境下O形圈 的静密封和往复动密封的密封性能。 3．针对深海0形圈的密封结构，提出了设计过程中适当增加密封槽宽度、增大密 封槽底角等方法，避免形成空腔。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：烈乏教 日期：矽侈．牛．修 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘 要 深海油压动力源是各类深海装备的重要组成部分，为其完成深海作业提供动力。 深海动力源所处的环境非常特殊，具有高压、温度、腐蚀等特点。液压传动的功率密 度比很高，在各类深海装备中广泛应用。深海环境中油液泄漏或者海水倒灌都严重影 响液压系统的性能，甚至决定了深海装备的使用效果，因此研究深海环境中的密封问 题尤为重要。 本文以深海油压动力源的0形橡胶密封圈为研究对象，利用ANSYS软件对深海 高压环境中O形圈在静密封、往复动密封等工况下的密封性能进行研究，在此基础上 分析了不同深度的环境压力对0形圈各种应力的影响。 首先，介绍了深海油压动力源、深海密封技术的研究现状以及0形圈密封、ANSYS 有限元仿真的相关理论，为深海环境中0形圈的限元分析提供依据。 其次，分析了深海高压环境中O形圈的压缩变形，然后重点研究了深海环境中O 形圈在静密封空载状态、承载状态下的等效应力、剪切应力、接触应力的变化以及材 料硬度、预压缩率、密封压力等因素对上述应力的影响。通过分析可知，0形圈在静 密封空载状态下，随着下潜深度的增大，上述三种应力是逐渐减小的，而对于承载一 定密封压力的O形圈来说，随着下潜深度的增大，等效应力和剪切应力增大，接触应 力基本不变。此外，针对深海特殊环境，在密封结构设计过程中可适当增大密封槽宽 离 ／又。 最后，分析了深海高压环境中0形圈往复动密封整个过程中等效应力、剪切应力、 接触应力和摩擦应力的变化，刚开始运动时各种应力会出现一定幅度的波动，之后趋 于稳定。在此基础上研究了O形圈往复动密封稳态情况下压缩率、密封压力、材料硬 度、摩擦系数等因素对内、外行程的各种应力的影响。通过分析可知，随着下潜深度 的增加，内行程中等效应力减小、外行程中等效应力增大，整个运动过程中剪切应力 增大，摩擦应力和接触应力基本不变。深海环境中0形圈往复动密封内行程中的各种 应力均大于外行程，内行程中O形圈更容易发生破坏。 关键词深海；高压；0形圈密封；ANSYS 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I页 Abstract The deep-sea hydraulic power unit is an important part of submersible and provide power to it．The deep sea environment has many special characteristics，such as ultra—high pressure，low temperature，and strong corrosion．For the reason high power density ratio that the hydraulic is