基于灵敏度分析的某密封结构优化设计.pdf

《基于灵敏度分析的某密封结构优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·机械制造·陈伟．等·基于灵敏度分析的桌密封结构优化设计基于灵敏度分析的某密封结构优化设计陈伟，_．赵威，王程(1．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094；2．中国人民解放军73841部队，江苏南京210003；3．中国人民解放军75250部队，广东广州510800；4．中国人民解放军94860部队，江苏南京210049)摘要：在某试验装置密封结构的设计中引入灵敏度分析理论，通过对密封元件的相关结构参数相对于密封时间以及最大Mises应力的灵敏度分析，确定各设计参数对密封时间和应力变化的影响程度。并根据灵敏度分析结果，确定最适合的优化方案，从而得到密封结构各元件的最优结构尺寸该

2、设计思路可以为优化参数的设置提供参考。关键词：密封结构；灵敏度分析；优化设计中图分类号：TJ303文献标志码：B文章编号：167t-5276(2015)02．001l一03OptimalStructureDesignofSealingStructureBasedonSensitivityAnalysisCHENWei。ZHAOWei，WANGCheng，(1．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China；2．Unit73841ofPLA．Nanjing2

3、10003，China：3．Unit75250ofPLA，Guangzhou510800，China；4．Unit94860ofPLA，Nanjing210049，China)Abstract：Thetheeryofsensitivityanalysisisintroducedintoetestdecice’Ssealingstructuredesign．Throughthesensitivityanaly-sisoftherelevantmechanicaldataatsealingtimeandmaxMisesstress，thedesigndataisdecided，whicha

4、fectsthesealingtimeandstresschanges．Meanwhile，accordingtotheresultsofthesensitivityanalysis，theoptimaldimensionsforthesealingstructurearefoundout．Thisdesignconceptcanprovideareferenceforoptimaldatasetup．Keywords：sealingstructure；sensitivityanalysis；optimaldesign中一般根据经验对结构参数进行简单选取．所以导致结构0引言种类很多，研

5、发周期长，这样既不能够设计出最优结构，也不利于产品的应用。文中研究的密封结构用于过载试验装置工作时内膛压盖弹体导向增压杆火药气体的密封。过载试验装置工作过程与火炮发射过程相同，利用火药燃烧产生的大量高温高压气体推动试验载体加速运动来获得需要的冲击加速度，从而研究不同过载加速度对试验载体内部元器件的影响。因此工作过程中内膛高温高压火药气体的密封至关重要。1密封结构由简体、压盖、导向增压杆和密封环几部分组成。其中增压杆一端与压盖配合，另一端与外界大气连通，利用杆两端的压力差带动压盖挤压筒体．使简体产生弹性径向突沿密封环药室筒体膨胀变形，消除筒体与炮身内壁之间的初始装配间隙．最图1密封结构示

6、意图终贴紧炮身内壁后实现火药气体的完全密封。其结构如图1所示。增压杆的数量和直径决定了密封结构承压的在进行密封结构设计时都希望能够最大限度地提工作范围。高结构的密封可靠性。密封可靠性是指在满足密封结如图1所示．影响密封结构密封性能的参数主要有筒构各构件强度的前提下，尽可能延长密封时间面对体壁厚t。、初始配合间隙t、筒体锥角和增压杆直径d。以上众多的参数，需要通过灵敏度分析来确定对密封为方便后续的参数化过程，将密封结构的尺寸参数以坐标结构密封性能影响较大的参数．再对其进行优化，从而的形式进行表示，如图2所示。由于传统的结构设计过程提高性能作者简介：陈伟(1986一)，男，安徽阜阳人，硕士

7、研究生，研究方向：高效毁伤。MachineBuiMingAutomation，Feb2015，44(2)：11～J，，7·机械制造·陈伟，等·基于灵敏度分析的某密封结构优化设计值的高精度也因为广泛分布的数据点而得到了保证。本文的灵敏度分析采用拉丁方试验设计方法进行。2．2参数化建模压盖进行设计参数的灵敏度分析的前提条件是要将结构进行参数化，并建立结构的参数化有限元模型。进行灵敏度分析时，ISIGHT调用密封结构的参数化文件，提交给有限元分析软件