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原文传递船用机械密封的动态特性研究

论文题名：	船用机械密封的动态特性研究
关键词：	船舶工程;机械密封;动态特性;热-结构耦合
摘要：	由于机械密封的工作条件复杂，它的运行状况受到多种条件的影响，而且对机械密封的研究涉及到多个学科领域，如流体润滑、摩擦学、接触理论、传热学等，因此国内外学者对机械密封的工作机理尚未完全清楚。对机械密封的研究主要集中在机械密封端面的接触摩擦状况和端面的变形上面，然而机械密封端面间润滑液膜厚度很薄，密封端面的变形很小，都达到微米级，采用一般理论计算密封性能参数时精度很难达到要求，利用相关软件进行分析时需要对它进行多种场耦合分析，而这给机械密封的研究增加了难度。本文利用机械密封的基本相关理论，结合ANSYS和MATLAB软件，对机械密封的启动过程进行了动态分析，并对机械密封在小扰动情况下，密封环的振动过程进行了动力学分析。 1)在对机械密封的启动过程进行动态分析过程中，首先采用ANSYS软件计算密封端面的力变形影响系数、热变形影响系数和温度变形影响系数，然后利用MATLAB软件编制计算程序，结合影响系数法，对密封环进行热变形分析，接着进行力变形分析，然后利用力变形分析的结果作为热变形分析的条件进行热分析，这样就达到了对机械密封环热-结构耦合分析的目的。在热-结构耦合分析中，本文把机械密封端面间的液膜和端面的粗糙度考虑在内，并考虑了密封端面间的接触摩擦热和密封端面粗糙度对端面液膜的粘性热。得到了机械密封在启动过程中，密封端面间接触压力、液膜压力以及泄漏量的变化情况。 2)在对机械密封环动力学特性的研究中，本文把密封环的振动分解为轴向振动和角摆动，并分别对机械密封环的轴向振动和轴向振动与角摆动的耦合振动进行了分析。在分析过程中，考虑了密封端面间的接触作用和液膜压力作用，并把端面间液膜的作用分解为流体静压、流体动压和挤压三项，考虑了密封环摆动过程中，密封端面间流体的动压作用，考虑了密封环轴向振动过程中密封环对液膜的挤压作用，得到了机械密封振动过程中密封环的轴向振动和角摆动的变化过程，得到了任意时刻机械密封端面间接触压力分布和压膜压力分布，以及密封环振动过程中泄漏量的变化情况。
作者：	张绪猛
专业：	船舶与海洋环境保护
导师：	朱汉华;高岚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文