Влияние упрочняемости материалов на герметизирующую способность уплотнительных соединений

• Автор: Турченко, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Братск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С

УПРОЧНЯЕМЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

1.1. Общие сведения об уплотнительных соединениях

1.2. Материалы деталей уплотнительных соединений

1.3. Влияние контактных давлений на герметичность УС

1.4. Обзор и анализ инженерных методов расчета упругопластической деформации

1.5. Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. ВНЕДРЕНИЕ СФЕРИЧЕСКОЙ НЕРОВНОСТИ В

УПРОЧНЯЕМОЕ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЕ ПОЛУПРОСТРАНСТВО
2.1. Критерии появления пластических деформаций в приповерхностном слое и на поверхности контакта
2.2. Описание упругопластического контактного взаимодействия на основе кинетического
индентирования материала
2.3. Совершенствование метода подобия деформационных характеристик для расчета упругопластической
контактной деформации
2.4. Применение результатов конечно-элементного анализа для учета характеристик упрочняемости
материала
2.5. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И
ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
УПЛОТНИТЕЛЬНОГО СТЫКА ПРИ
УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОМ КОНТАКТЕ
ШЕРОХОВАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ЗЛ. Геометрия контакта при упругопластическом внедрении
сферической неровности
3.2. Влияние характеристик упрочняемого материала на относительную площадь контакта
3.3. Влияние характеристик упрочняемого материала на плотность зазоров в уплотнительном стыке
3.4. Влияние характеристик упрочняемого материала на функционал проницаемости
3.5. Использование полученных результатов для инженерных расчетов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В условиях рыночной экономики важным фактором является выпуск конкурентоспособной продукции. Совершенствование конструкций герметизирующих устройств, уплотнений и уплотнительной техники связано с ограничением их материалоемкости, минимизацией запасов прочности элементов конструкции при одновременном росте техникоэнергетических характеристик - повышением давления и расхода рабочих сред, расширением температурного диапазона - и в значительной мере ограничивается надежностью изоляции сред. Изоляция сред достигается различного вида уплотнительными соединениями (УС), которые относятся к числу основных элементов агрегатов гидравлических, пневматических, топливных систем, затворов трубопроводной арматуры и сосудов высокого давления, определяющих общий уровень надежности технических машин и оборудования. Например, число отказов, связанных с потерей герметичности, составляет до 2/3 числа отказов всех авиационных систем. Создание конкурентоспособных УС предполагает оптимальное сочетание их конструктивных параметров, чтобы основные требуемые свойства - прочность, герметичность и долговечность обеспечивались минимальным усилием герметизации, что приведет к минимальным массогабаритным характеристикам.
Герметичность УС определяется контактными характеристиками: плотностью зазоров в стыке; относительной площадью контакта; распределением пятен контакта по величине и возможностью их слияния. При определении контактных характеристик широко используется дискретная модель шероховатости, в которой микронеровности (далее неровности) представлены в виде сферических сегментов, распределение которых по высоте соответствует опорной кривой профиля. В зависимости от условий контактирования возможен различный характер деформирования неровностей: упругий, упругопластический, жесткопластический.

(1.40)
Выражения (1.38) - (1.40) отличаются тем, что величины деформации определяются только степенью нагружения к и величиной h . Величина упругой
деформации определяется решением кубического уравнения (1.40) [85].
Недостатком приведенных методик [41, 85] является представление упругопластического контакта повторным упругим с «герцевским» распределением давления на площадке контакта, что, как будет показано далее, является в большей мере методологической ошибкой. Кроме того, в работе [41] принято допущение, что поверхность контртела вне контакта не деформируется, что не позволяет определять образование навала (эффект "pile-up").
К такому классу моделей следует отнести модель упругопластического контакта, представленную в работе [46], где также упругопластический контакт представлен как повторный упругий. Общее сближение при упругопластическом контакте
Несколько отличается решение квазистатической осесимметричной задачи о контактном взаимодействии упругопластических тел, представленное в [2] на основании результатов работ [1, 50, 144]. Приведенное в [2] решение основывается на следующих гипотезах:
I. Перемещение у любой точки контактирующих тел можно представить в виде суммы упругой ие и пластической ир составляющих.
II. Распределение давлений р(Р,г) в зоне контакта имеет вид
(1.41)
где С « 3.
III. Среднее давление не превышает бринеллевского:
рт<цк; г) «5,7, к = оу/2.