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ATOS油缸間隙密封流場(chǎng)下支承環(huán)的流固耦合分析
在結(jié)晶器液壓振動(dòng)系統(tǒng)中，結(jié)晶器振動(dòng)伺服ATOS油缸的工作性能對(duì)整個(gè)連鑄線的生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。而影響振動(dòng)ATOS油缸工作性能zui主要的因素便是ATOS油缸中活塞及活塞桿上的密封組合。由于結(jié)晶器振動(dòng)ATOS油缸要求高頻率、大負(fù)載，因此傳統(tǒng)的橡膠密封圈組合在此工況下容易造成劇烈磨損而失效。

ATOS油缸間隙密封流場(chǎng)下支承環(huán)的流固耦合分析
ATOS液壓件廠針對(duì)此種情況，在活塞上開(kāi)多條平衡槽，采用新型的非接觸密封方式—間隙密封，有效地避免了傳統(tǒng)密封的缺點(diǎn)，使缸的質(zhì)量得到了較大的提升。但是在活塞桿上導(dǎo)向套處，由于導(dǎo)向套仍采用舊有的橡膠圈密封，在高頻、大負(fù)載工況下，容易磨擦發(fā)熱，灼傷活塞桿鍍鉻層，造成嚴(yán)重泄漏。針對(duì)此種情況，設(shè)計(jì)了一種新型的采用間隙密封的浮動(dòng)支承環(huán)來(lái)代替原有的導(dǎo)向套，并應(yīng)用流固耦合分析法對(duì)其進(jìn)行研究分析與定型。首先，應(yīng)用Gambit，Pro/E分別對(duì)間隙密封流場(chǎng)和支承環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，并運(yùn)用相應(yīng)的網(wǎng)格劃分工具對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。針對(duì)ATOS油缸活塞桿與缸體由于受軸力和橫向力的共同作用而產(chǎn)生彎曲變形導(dǎo)致ATOS油缸整體失穩(wěn)的問(wèn)題,分別對(duì)活塞桿和缸體建立撓曲性微分方程,確定活塞桿與缸體間隙處zui大撓度,再建立關(guān)于撓度的非線性方程組,獲得計(jì)算ATOS油缸臨界載荷的超越方程。結(jié)合參數(shù)化有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),獲取體積約束條件下ATOS油缸的合理尺寸,通過(guò)與Ritz法計(jì)算結(jié)果比對(duì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可知,該算法能夠較好地優(yōu)化ATOS油缸結(jié)構(gòu)參數(shù),滿足工程實(shí)際應(yīng)用需要。其次，在Workbench平臺(tái)下，先運(yùn)用Fluent對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析，然后將分析的結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYS靜力分析模塊，對(duì)支承環(huán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形分析。zui后，對(duì)不同工作壓力下不同厚度支承環(huán)的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出*的間隙密封的間隙厚度及支承環(huán)厚度。將流固耦合分析技術(shù)引入對(duì)間隙密封流場(chǎng)下支承環(huán)的分析，得到了不同壓力下*的間隙密封的間隙厚度及支承環(huán)厚度，對(duì)今后間隙密封的應(yīng)用與發(fā)展及結(jié)晶器振動(dòng)伺服ATOS油缸生產(chǎn)質(zhì)量的提高有著重要的作用。