氯丁密封胶胶筒结构参数的优化模型,封堵器的密封性能可以通过氯丁密封胶胶筒与管内壁的峰值接触压力来评价。同时考虑氯丁密封胶胶筒的峰值接触压力和接触距离,在氯丁密封胶胶筒不出现失效的情况下,接触压力越大,接触距离越大,封堵器的密封性能就越好。所以,可以取氯丁密封胶胶筒的峰值接触压力以及有效接触距离作为其优化目标函数F(X),L(X),其约束条件为除结构参数的变量之外的其他参数保持不变,则有式中:F (X)一一氯丁密封胶胶筒峰值接触压力优化目标函数;L(X)一一氯丁密封胶胶筒有效接触距离优化目标函数;F一刊佼筒与管内壁接触副单元的第i节点对应的接触压力氯丁密封胶胶筒与管道内壁接触副的接触距离函数;、一一C一一第J个非设计变量的氯丁密封胶胶筒参数值。联立式(17)一式(19)即为氯丁密封胶胶筒结构参数的优化模型。氯丁密封胶胶筒结构参数优化前后密封性能对比氯丁密封胶胶筒结构经优化模型改进后可得,氯丁密封胶胶筒轴向高度为80 mm、侧面倾角9=120、端面倾角A, =45。并增加防突结构时,氯丁密封胶胶筒的密封性能较优。重新建立氯丁密封胶胶筒模型并进行应力分析,如图所示。对比分析可知,结构参数优化后的氯丁密封胶胶筒与管道内壁的最大接触应力比初始设计的氯丁密封胶胶筒大10.8%。
对优化结构前后的氯丁密封胶胶筒沿轴向距离上的接触应力进行仿真分析,如图7所示。经过结构参数优化后的氯丁密封胶胶筒在有效密封距离上,高于初始氯丁密封胶胶筒的有效密封距离。且与管道内壁的接触距离也是略高于初始氯丁密封胶胶筒的接触距离,在接近各自最大接触应力的接触长度上,后者也是较优的。综合分析初始氯丁密封胶胶筒与结构参数优化后的氯丁密封胶胶筒与管道内壁的相互作用,可以得出,优化后的氯丁密封胶胶筒的密封性能相对优化前有明显的提高,同时证明了以上分析的影响因素的结论是可靠的。http://www.sdyuantai.net/