[發(fā)明專利]一種宏微觀結(jié)合的片式多路閥片間密封泄漏的預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011083880.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112287576B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉達(dá)新;王祺德;劉振宇;陳挺;譚建榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種宏微觀結(jié)合的片式多路閥片間密封泄漏的預(yù)測(cè)方法，其特征在于：具體步驟如下：

S1、將首聯(lián)閥體視為片式多路閥片間密封的薄弱位置，利用有限元方法，建立首聯(lián)閥體片間密封結(jié)構(gòu)的有限元模型；

S2、對(duì)S1中的有限元模型施加螺栓預(yù)緊載荷與油壓載荷，采用靜力學(xué)分析方法，計(jì)算得到O型圈與閥體密封表面的宏觀接觸信息；

S3、利用Roth密封泄漏模型對(duì)O型圈與閥體密封表面的微觀泄漏通道進(jìn)行建模；

S4、將S2得到的宏觀接觸信息映射為S3建立的微觀泄漏通道模型的參數(shù)；

S5、計(jì)算密封表面泄漏率；

S6、判斷S5計(jì)算得到的密封表面泄漏率是否大于預(yù)設(shè)安全泄漏率：

若是，則該片式多路閥存在片間泄漏風(fēng)險(xiǎn)；

若否，則該片式多路閥不存在片間泄漏風(fēng)險(xiǎn)；

所述步驟S2的宏觀接觸信息包括O型圈整圈的平均接觸壓強(qiáng)P_t和徑向平均接觸寬度W_t，由對(duì)有限元模型施加螺栓預(yù)緊載荷與油壓載荷分析計(jì)算得到的接觸壓力分布數(shù)據(jù)中提取，其中，平均接觸壓強(qiáng)P_t通過(guò)對(duì)O型圈與閥體密封表面接觸區(qū)域的接觸壓強(qiáng)求平均得到，徑向平均接觸寬度W_t通過(guò)對(duì)O型圈在每個(gè)徑向方向與閥體密封表面接觸區(qū)域的接觸寬度求平均得到；

所述步驟S3中，通過(guò)Roth密封泄漏模型將密封表面的微觀泄漏通道建模為一系列沿O型圈周向均勻分布的通道，密封介質(zhì)在微觀泄漏通道中沿O型圈徑向向外泄漏，單個(gè)微觀泄漏通道截面為等腰三角形，微觀泄漏通道的參數(shù)包括：通道截面頂角θ、通道高度h和通道長(zhǎng)度L。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宏微觀結(jié)合的片式多路閥片間密封泄漏的預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述的步驟S4具體為：

S41、將宏觀接觸信息中的平均接觸壓強(qiáng)P_t作為微觀接觸應(yīng)力σ_m，利用Roth密封泄漏模型提供的微觀泄漏通道高度計(jì)算公式對(duì)接觸擠壓后的泄漏通道高度h進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)宏觀接觸壓強(qiáng)到微觀泄漏通道高度的映射，計(jì)算公式為：

其中，H是微觀泄漏通道的原始通道高度；K_S為泄漏通道填充系數(shù)；e表示自然常數(shù)；

S42、直接將宏觀接觸信息中的徑向平均接觸寬度W_t作為微觀泄漏通道的通道長(zhǎng)度L。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種宏微觀結(jié)合的片式多路閥片間密封泄漏的預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述的步驟S5具體是：

S51、通過(guò)下式計(jì)算密封表面泄漏通道數(shù)量N：

其中，D表示O型圈內(nèi)徑；

S52、再通過(guò)下式計(jì)算密封表面泄漏率：

其中，ΔP表示泄漏通道兩側(cè)壓差，μ為流體動(dòng)力粘度。