有限元分析在密封件設計中的重要性
密封件是加壓系統的關鍵部件。所有行業的趨勢都將應用條件以及密封性能推向極致。
為這些應用設計密封件非常具有挑戰性。在能源應用中,溫度可能超過500°F(266°C),而在航空航太應用中,溫度可降至 -60°F (-51°C) 以下。壓力範圍從航空航太液壓系統中的3-5 ksi(20.7-34.4 MPa)到油田鑽井中的40 ksi(275.7 MPa)以上。此外,流體可能具有腐蝕性,動態運動可能很大。
密封設計過程中使用的工程工具之一是有限元分析 (FEA)。FEA是一種數值求解技術,可用於類比和預測特定應用條件下的密封回應。
FEA可以通過多種方式用於密封設計。最常見的方法是評估接觸壓力曲線。接觸壓力是密封件對金屬硬體產生的壓力,以抵抗系統壓力的旁路。密封接觸壓力將根據密封溫度、密封擠壓量和施加的系統壓力而變化。
這些資訊使設計人員能夠在所有感興趣的溫度/壓力條件下實現足夠的接觸壓力和長度。接觸壓力和總接觸力也可用於比較多種設計,以確定適用於任何應用的最佳設計。
FEA是Greene Tweed在世界上一些最具挑戰性的密封應用中取得成功的眾多工具之一。
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