各向异性PTFE密封件动密封性能的研究

摘要

本文旨在建立一种以泄漏量为指标、用于“O型圈+PTFE密封条”组合式密封的动密封性能评估模型，为电液摆动马达密封件的工程化设计提供理论依据。本文所建模型基于弹性流体润滑理论，与已有模型相比，引入PTFE各向异性、温度场和表面粗糙度，重点讨论PTFE各向异性、工况参数、材料力学性能和材料改性方法对模型的影响。完成MATLAB数值求解和ADINA热流固耦合仿真并分析得到数据的变化趋势，以实现数学模型和仿真模型的互相验证。
　　首先，基于弹流润滑理论、综合考虑PTFE各向异性、温度场和表面粗糙度等影响因素，建立泄漏量的数学模型。该模型引入了温度场，可实现热流固耦合计算；同时，由于将PTFE的各向异性直接反映在油膜厚度计算公式中，因此能够更清晰地研究各向异性的影响。
　　其次，分别求得考虑和未考虑各向异性时泄漏量等指标的数值解，并作出比较，进一步研究各向异性对数学模型的影响程度。此外，还讨论了工况条件和材料力学性能参数对泄漏量数学模型的影响，并做出理论分析。
　　最后，在ADINA中建立热流固耦合模型，分析各不同参数对密封间隙处油膜厚度、油液压力和温度场的影响。为完成数学模型和仿真模型正确性的验证，从多方面比较了MATLAB数值解和ADINA仿真解的异同。

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第1章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 弹性流体润滑理论的简介

1.3 密封性能评估模型的研究现状

1.4 论文的主要研究内容

第2章 泄漏量数学模型的建立和数值求解

2.1 引言

2.2 组合式密封

2.3 PTFE工程力学常数的测量

2.4 泄漏量数学模型的建立

2.5 本章小结

第3章 各向异性对泄漏量模型的影响

3.1 引言

3.2 MATLAB求解思路及初始条件设置

3.3 考虑各向异性时MATLAB数值解和结果分析

3.4 未考虑各向异性时MATLAB数值解和结果分析

3.5 两个模型所得数值结果的比较

3.6 本章小结

第4章 ADINA热流固耦合模型的建立及仿真结果分析

4.1 引言

4.2 ADINA模型的建立及仿真条件的设置

4.3 ADINA热流固耦合仿真结果分析

4.4 ADINA模型的不合理之处

4.5 ADINA仿真结果与MATLAB数值解的比较

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢