金属弹簧管性能影响因素的仿真分析

为了研究高温密封组件金属弹簧性能,本文通过对波音公司编网状弹簧管结构和Streck心脏支架结构的研究,建立了编织弹簧的几何拓扑构型和数学模型,推导了弹簧直径计算公式。采用AUTODESK3D-MAX构建了编织弹簧的仿真模型,用ANSYS仿真软件分别从编织丝直径、编织密度以及编织方法 3方面探究不同测试对弹簧性能的影响。结果表明,增加弹簧丝直径、降低弹簧管轴向方向的编织密度、提高圆周方向的编织密度、向外的弹簧管编织方式可有效提高弹簧管的回弹性能。     

高温基线密封编织弹簧管的建模与仿真

为了研究高温基线密封中的编织弹簧的回弹特性,参照Pierce线圈模型对编织弹簧管进行参数化建模。采用有限元软件对编织弹簧管进行静力学仿真,对比有限元计算结果与实验数据,接触面摩擦因数为0. 1时仿真结果与实验结果吻合较好。弹簧刚度对线径十分敏感,回弹力与线径呈现非线性高次关系。增加编织线股数,弹簧刚度会成倍增加。温度在低于600℃时对弹簧刚度的影响较小,在高于600℃后,弹簧刚度随着温度升高快速下降。通过S-N曲线计算编织弹簧管在650℃时的最低疲劳寿命高于密封设计要求。研究结果表明,在编织弹簧管的设计要求的前提下,环密度为0. 05、线径为0. 32 mm、双线编织的编织弹簧管具有较好的性能。。     

设备供应商

正密封解决方案作为航空航天领域专业密封解决方案供应商,特瑞堡密封系统设计的密封产品及解决方案通常用于飞行器的关键部位,如飞控系统、起落架系统、机轮和刹车系统、机身结构、发动机系统等。飞控系统中使用的组合密封件,主要采用改性聚四氟乙烯材料,以橡胶弹性体或金属弹簧作为施力元件,可在高频往复运动中满足零泄漏及长寿命的苛刻要求。在旋转类密封应用方面,特瑞堡     

钛合金弹簧发展研究

介绍了飞机钛合金材料使用情况、对钛合金材料性能和不同材料制弹簧性能进行了分析,指出了国内弹簧发展的弊端,介绍了钛合金弹簧的应用情况,并指出今后高性能钛合金弹簧将取代钢制弹簧在各个领域被广泛应用.     

航天材料及工艺研究所密封与阻尼减振技术中心

航天材料及工艺研究所密封与阻尼减振技术中心，几十年来一直从事宇航工业领域密封结构设计、密封材料和制品的研制、生产，在各类特种密封结构设计和密封材料研制等方面积累了丰富的经验。密封材料及制品可在多种严酷条件下使用，如耐各种介质（强氧化剂、强酸、肼类、油类、液氢、液氧和高温燃气等）。可根据需要研制生产各类密封剂和各种规格的特种橡胶、工程塑料、石墨、金属及复合结构密封制品。中心拥有完善的材料性能和密封性能测试手段及模拟试验设备。     

航天材料及工艺研究所密封与阻尼减振技术中心

航天材料及工艺研究所密封与阻尼减振技术中心，几十年来一直从事宇航工业领域密封结构设计、密封材料和制品的研制、生产，在各类特种密封结构设计和密封材料研制等方面积累了丰富的经验。密封材料及制品可在多种严酷条件下使用。如耐各种介质（强氧化剂、强酸、肼类、油类、液氢、液氧和高温燃气等）。可根据需要研制生产各类密封剂和各种规格的特种橡胶、工程塑料、石墨、金属及复合结构密封制品。中心拥有完善的材料性能和密封性能测试手段及模拟试验设备。     

钛合金热成形和超塑成形金属平台材料选型和制备

介绍了钛合金热成形和超塑成形用金属平台的材料选型和制备工艺研究情况,研究认为,选择高温合金替代目前国外采用的耐热钢材料优势非常明显;钢铁研究总院自主开发的热成形金属平台制备工艺比国外相关技术更加先进,制备的K403高温合金热成形平台服役表现良好,具备了生产钦合金热成形和超塑成形金属平台的能力.     

几种缠绕密封垫圈骨架材料回弹性能比较

随着火箭发动机结构重量的减轻,对关键部位的法兰盘厚度要求愈来愈薄,传统的密封方法己经不能满足要求。缠绕垫圈是一种较好的密封形式。它成型简单方便,对密封面要求不高、密封效果良好、价格低廉,有较高的实用价值。本试验是通过测量材料的室温与高温弹性性能和缠绕密封垫圈的高温压缩回弹性能试验,选出适于在不同温度下使用的缠绕垫圈的骨架材料。并研究了不同热处理状态对GH169合金弹性模量的影响,选择出最佳热处理方案。该密封垫圈经发动机热试车,取得了满意的结果。     

不锈钢空心金属“O”形环焊接工艺

前言不锈钢空心金属“O”形环是现代的一种新型密封件,可在低温、高温和强腐蚀条件下使用,因而被广泛的应用到各种连接部位密封系统作密封元件。我部自1965年首先采用了不锈钢空心金属“O”形环(以下简称“O”形环)作密封元件,十年来已在我部产品上使用了,环的直径从φ48毫米到φ660毫米共40余种。随     

市场

高品质密封圈 Parker Hannifin公司 又有了一种新的低锁紧力 的密封材料,并成为了在 高品质、高温密封 Paroflour Ultra材料系列 中的一员。FF354-65材料 很柔软,很容易安装在O 型或其他需要密封的凹形槽内。据公司介绍这种产品可以用与其他预氧化氟弹性材料相比更低的锁紧力就能得到更好的密封性能。这种新产品可以制成O型环、模制模型和其他密封构型。     

Analyses toward factors influencing sealing clearance of a metal rubber seal and derivation of a calculation formula

Sealing clearance is a key factor for a metal rubber seal’s sealability. The expansion coef-ficient and expansion deformation in the radial direction of metal rubber have been obtained through a thermal expansion experiment of metal rubber. The influence of the elastic modulus to the sealing clearance has been analyzed theoretically. By combining the temperature and elasticity factors of metal rubber with the elastic mechanics theory, the calculation formula of the sealing clearance has been derived, and the values of the sealing clearance and the leakage rate in certain working conditions have been calculated. Experimental results are consistent with calculation results in a high degree. The calculation formula of the sealing clearance can explain the influences of the temperature and elastic modulus factors of metal rubber on the sealing clearance. It can pro-vide guidance for the study of sealing mechanism of metal rubber seals.     

CFM56-3发动机3号轴承后油气封严装置分离故障的监控方法

不含石棉的粘合剂的性能衰退造成了多台CFM56-3发动机3号轴承后静子止油气封严装置分离,南方航空公司的经验表明该故障的早期经常伴有滑油耗量上升和磁堵中出现棕褐色的非金属物等现象,因此加强这方面监控可以有效控制该故障的发展。本文对该故障的机理及相关改装情况也进行了相应介绍。      

篦齿封严风阻温升特性研究

篦齿封严风阻温升效应引起的热负荷对航空发动机涡轮叶片冷气系统有着重要的影响。采用理论分析、数值计算与实验相结合的方法系统地研究了篦齿封严的风阻温升特性。首先,对篦齿封严风阻温升特性进行了理论分析,设计搭建了篦齿封严风阻温升特性实验台,建立了基于RNG（Re-Normalization Group） k-ε湍流方程的篦齿封严风阻温升数值求解模型。然后,研究了篦齿封严流场特性、泄漏特性和风阻温升特性,并将理论计算、数值仿真与实验测试结果相互对比分析,研究了压比、转速等因素对篦齿封严风阻温升特性的影响规律,揭示了篦齿封严的风阻温升效应产生的机理。结果表明：高低齿篦齿封严结构减弱了篦齿封严的透气效应,增强了篦齿封严的动能耗散,有利于降低篦齿封严的泄漏量;在所研究的工况下,转速低于2 000 r/min时,风阻温升效应较小,转速在2 000~6 000 r/min时,风阻温升随转速的升高而增大,温升值最高可达12.87 K;压比的增大会加强气流的对流换热,转速为6 000 r/min时,压比从1.1增加到1.3,温升值下降了7 K左右;风阻温升产生的主要原因是流经封严间隙的黏性气流与高速旋转的转子相互摩擦产生热量,气流吸收这部分摩擦热导致温度升高,转子转速越高,风阻温升效应越强。所研究的篦齿封严风阻温升特性为航空发动机内通道气流热负荷分析提供了理论依据。     

自蔓延高温合成连接技术研究进展

从金属材料的自蔓延高温合成(SHS)连接以及金属与陶瓷的SHS连接的角度综述了SHS连接技术的发展现状，介绍了SHS连接的特点及其焊接工艺。     

预旋对蜂窝密封和迷宫密封内流动传热特性影响

采用数值求解三维雷诺平均纳维尔-斯托克斯(RANS)方程技术,研究了进口预旋对典型航空发动机用光滑面迷宫密封和蜂窝密封的泄漏流动和传热特性的影响规律.计算了-0.3,0,+0.3三种预旋工况下,两种密封的流动特性和温升特性随压比的变化关系.计算结果表明:预旋对密封的泄漏特性和子午面上的流场形态的影响十分微弱;在相同压比条件下,正预旋会导致密封的总温升减小,而负预旋会导致密封总温升增大;蜂窝面的阻尼作用会削弱预旋对密封内温升特性的影响;进口无预旋或施加正预旋时,蜂窝密封的间隙热能比光滑面迷宫密封大,但进口施加负预旋时恰好相反.      

Numerical investigation on leakage and rotordynamic performance of the honeycomb seal with swirl-reverse rings

Honeycomb seals are a crucial component to restrict the leakage flow and improve system stability for the turbomachines and aero-engines. In this work, the leakage and rotordynamic performance of honeycomb seals with the Swirl-Reverse Ring(SRR) is predicted by employing the approach of Computational Fluid Dynamics(CFD) and the multifrequency whirling model theory.Numerical results show that the positive preswirl flow and circumferential velocity can be effectively weakened for the honeycomb seal...     

DZ40M合金缺陷试样TLP-DB接头力学性能研究

开展定向凝固钴基高温合金DZ40M的过渡液相扩散焊试验,研究不同界面缺陷率DZ40M合金TLP-DB接头的高温力学性能。结果表明:采用1260℃/0.5h+1200℃/6h规范可实现DZ40M合金过渡液相扩散焊的良好结合;接头高温持久强度达到等条件下母材的70%以上;当界面缺陷率达15%时,接头高温持久强度仍达到母材的70%以上;但随着缺陷比例的增大,断裂位置由母材转移到焊缝。     

刷式密封流动传热特性数值方法

开展了刷式密封流动传热特性数值方法研究,分别建立了刷式密封多孔介质、稳态实体与瞬态流固热耦合求解模型,设计搭建了刷式密封泄漏流动特性实验装置,在实验验证数值方法准确性基础上,对比分析了3种数值方法的差异性,研究了刷式密封流动传热特性,揭示了刷式密封的封严与传热机理。研究结果表明:在研究工况下,刷式密封多孔介质、稳态实体、瞬态流固热耦合模型泄漏量计算值与实验值的对比误差分别为9.8%~17.1%、8.1%~10%、6.92%~9.01%。刷式密封多孔介质模型计算速度较快,但需通过实验修正孔隙率,湍流模型对稳态实体模型流动传热特性结果影响较大,瞬态流固热耦合模型考虑了流场、刷丝及摩擦热三者间相互耦合作用,计算精度较高,但所需计算时间较长;同一压比下刷丝束温度从上游至下游逐渐增加,刷丝束最高温度随压比的增加而增大。气流流经刷丝间隙形成的节流效应致使泄漏气流能量耗散是刷式密封封严的主要原因,泄漏气流与刷丝表面间的对流换热是刷式密封摩擦热耗散的主要形式。      

高温铝合金电磁超声检测回波特性及因素分析

针对高温铝合金在线检测条件下，温度对铝合金电磁超声检测回波特性的影响规律尚不明确、高温检测时缺陷定量/定位补偿困难这一难题，以螺旋线圈电磁超声换能器（EMAT）为例，建立了高温铝合金EMAT检测过程的场路耦合有限元模型；研究了温度对EMAT激励/接收换能效率、EMAT激励/接收电路的功率分配特性、超声传播过程中的扩散/介质衰减特性、回波幅值和超声声速等因素的影响规律；研制了耐高温EMAT探头，对20~500℃高温铝合金试样进行了检测实验，并测定了高温铝合金的超声介质衰减系数和超声声速。在仿真和实验相结合的基础上，分析了高温检测时超声回波幅值变化特性及其影响因素。结果表明：对于铝合金这类非铁磁性金属材料，导致高温时超声回波幅值下降的主要原因是超声介质衰减系数随着温度的升高而增大，其次为高温时EMAT激励/接收电路的功率分配特性的改变。在激励EMAT在试样表面形成的洛伦兹力不变的条件下，其所激励的超声波回波幅值具有随着温度的增加而增加的特点，可以有效减缓超声回波幅值下降的趋势。     

旋转封严篦齿风阻温升的试验研究与数值分析

选取具有典型封严结构的真实尺寸台阶型封严篦齿,通过高速旋转条件下的风阻温升特性试验,进行了进出口压比(1.05~2.8)、封严间隙与齿尖厚度比(相对封严间隙)(2.4~4.0)、雷诺数(1900~28000)及转速(0~12000r/min)等参数对篦齿泄漏流风阻温升的影响研究.并基于试验条件,采用renormalization group(RNG)k-ε湍流模型,对同一篦齿的风阻温升特性进行了数值计算.结果表明:篦齿泄漏流温升随进出口压比、雷诺数、封严间隙与齿尖厚度比的增加而减小,但随转速的增加而增大.数值计算结果与试验数据吻合 良好,台阶型封严篦齿第1道和第2道封严齿内的风阻温升最为显著,前两道封严齿内的温升占总温升的60%. 根据试验结果,提出了计算台阶型篦齿泄漏流温升的经验公式,其计算结果与试验数据具有较好的符合性.