基于压力渗透载荷的Y形往复密封结构的可靠性分析及结构优化  

Reliability analysis and structural optimization of Y-shaped reciprocating sealing structure based on pressure permeation load

作　　者：夏逸夫 陈国强[1] 毛桂林 李杰伟 杨鎏 李彦 Xia Yifu

机构地区：[1]湖南工程学院机械工程学院,湖南湘潭411100 [2]湘潭大学机械工程与力学学院,湖南湘潭411100

出　　处：《金属加工（冷加工）》2024年第12期13-19,共7页MW Metal Cutting

基　　金：湖南省自然科学基金湘潭市联合基金(2020JJ6015);湖南省教育厅重点项目(18A350)。

摘　　要：以Y形往复密封结构为对象,开展往复密封可靠性分析与结构优化。首先,构建了Y形往复密封结构的有限元模型,并基于压力渗透载荷的加载方式模拟了流体介质压力对Y形密封圈的作用。然后,分析了介质压力和接触面摩擦系数对Y形密封可靠性的影响规律,得到了接触压力和摩擦力在主密封面上的分布规律和变化趋势。最后,针对反行程时Y形密封圈的接触压力和摩擦力过大的问题,运用最佳填充空间设计方法,以反向行程时Y形密封圈最大接触压力的最小值为目标函数构建响应面模型,并使用多目标遗传算法对Y形密封截面的唇边宽度尺寸进行了优化,得到了Y形密封圈最大接触压力和径向力的边界条件。结果表明:优化后反行程时Y形密封圈径向力和摩擦力降低了4.759%,可有效提升Y形密封结构的可靠性。

关 键 词：往复密封 Y形密封圈 压力渗透载荷 响应面优化 可靠性 

分 类 号：TH136[机械工程—机械制造及自动化]