高温环境下金属橡胶密封件封严特性分析及试验研究

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1、硕士学位论文高温环境下金属橡胶密封件封严特性分析及试验研究SEALCHARACTERISTICSANALYSISANDEXPERIMENTALRESEARCHONMETALRUBBERSEALUNDERHIGHTEMPERATURE刘建国哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TH136学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文高温环境下金属橡胶密封件封严特性分析及试验研究硕士研究生：刘建国导师：姜洪源教授申请学位：全日制工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：

2、哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH136U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSEALCHARACTERISTICSANALYSISANDEXPERIMENTALRESEARCHONMETALRUBBERSEALUNDERHIGHTEMPERATURECandidate：LiuJianguoSupervisor：Prof.JiangHongyuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialit

3、y：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要金属橡胶密封件具有耐高压、耐腐蚀、耐辐射、工作温度范围大、承载能力强及不易老化的特性，具有其他密封件所不能比拟的良好性能，将其应用在航空航天、国防武器装备等苛刻工况下的密封具有十分重要的意义。然而，由于金属橡胶密封件

4、存在制备工艺难的问题，国内学者对其进行的理论与试验研究也较少，因此，本文从这三个方面进行研究，具体包括以下内容：针对金属橡胶密封件制备工艺存在的问题，设计了铣切的开口工艺，并设计加工了相应的开口设备；设计了滚轮与圆盘相配合的弯管工艺，并设计加工了相应的弯管设备。利用开口和弯管设备，制备了高温密封试验用不锈钢包覆金属橡胶密封件，经高温下的密封性能试验证明制备的密封件精度高、圆度好、统一度高，具有良好的的密封性能，可以达到一定压力和温度工况下的密封要求。基于Persson提出的弹性体接触力学理论和渗流理论，从密封耦合面表面形貌的微观角度

5、出发，分析了金属橡胶密封件的封严特性，建立了金属橡胶密封件泄漏预测模型，并提出了基于有限元仿真的建模方法；结合金属橡胶密封件的静态试验，计算了其弹性模量、泊松比等力学特性参数，并给出了预测金属橡胶密封件泄漏率的经验公式；针对具有特定参数的金属橡胶密封件，结合试验具体温度、压力工况，给出了临界放大倍数仿真结果及泄漏率计算值，并与试验值对比，二者符合较好，对预测一定温度和压力工况下的金属橡胶密封件的密封性能提供了一定参考。进行了不同相对密度的金属橡胶密封件密封性能试验，研究了不同压力和温度工况下相对密度对其密封性能的影响，得出了不同压力

6、下，不同相对密度的金属橡胶密封件泄漏率随温度的变化规律以及不同温度下，不同相对密度的金属橡胶密封件泄漏率随压力的变化规律，为密封件的实际工程应用提供了一定的指导；开展了与氟橡胶、丁腈橡胶O形圈，丁腈橡胶矩形圈及弹簧自紧式金属C形圈在不同压力和温度工况下的对比试验，研究了金属橡胶密封件更适用的温度和压力工况及其具有的密封性能优势。关键词：金属橡胶密封件；封严特性；温度环境；试验研究I哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractTheMetalRubber(MR)sealhasaseriesofexcellentpropertiestha

7、tcannotbecomparedbyotherrubberseals,suchashighpressure,corrosionandradiationresistance,strongbearingcapacity,thelargeworkingrangeandagingresistance.Itissignificantforapplyingitinthespecialworkingenvironmentsuchasaviationaerospace,defenseandarmamentworkingcondition.Howe

8、ver,theMRsealhastheproblemsofthedifficultmanufacturingprocess,thelessresearchbothinthetheoreticalandexperimentalaspec