由圖可見,采用不同網(wǎng)格尺寸時獲得的記憶合金氯丁密封膠膠筒與套管接觸應力略有差異,當網(wǎng)格尺寸為4mm和2 mm時,記憶合金氯丁密封膠膠筒與套管接觸應力曲線基本重合。綜合考慮有限元仿真計算結果準確性和計算效率,將氯丁密封膠膠筒本體及其內部的Ti -Ta-Y記憶合金劃分為單元尺寸為2 mm的四面體網(wǎng)格,將套管、上下壓環(huán)和中心管劃分為單元尺寸為4 mm的六面體網(wǎng)格。
對于記憶合金自熱解封氯丁密封膠膠筒,橡膠材料的硬度影響記憶合金C形環(huán)與橡膠材料的匹配關系,也影響氯丁密封膠膠筒密封性能。下文通過對比不同硬度橡膠材料氯丁密封膠膠筒與套管間的接觸應力、氯丁密封膠膠筒最大等效應力,以及氯丁密封膠膠筒的軸向壓縮距,分析橡膠材料硬度對記憶合金氯丁密封膠膠筒密封性能的影響。
橡膠硬度對接觸應力的影響
氯丁密封膠膠筒與套管間的接觸應力反映氯丁密封膠膠筒密封性能。圖所示是不同橡膠硬度下常規(guī)氯丁密封膠膠筒和記憶合金自熱解封氯丁密封膠膠筒與套管間接觸應力分布曲線??芍瑢τ诔R?guī)氯丁密封膠膠筒,隨著氯丁密封膠膠筒材料硬度的增加,氯丁密封膠膠筒與套管間接觸應力逐漸減小,因為氯丁密封膠膠筒材料硬度增加后,更不容易被壓縮。同理,對于相同硬度的橡膠材料,在氯丁密封膠膠筒內部增加記憶合金C形環(huán)后,其與套管間接觸應力相較于常規(guī)氯丁密封膠膠筒減小,因為記憶合金氯丁密封膠膠筒整體硬度增大,在相同坐封載荷下的壓縮變形減小。盡管記憶合金C形環(huán)對氯丁密封膠膠筒與套管間的接觸應力產生了一定影響,但橡膠硬度仍是影響接觸應力的關鍵因素。
橡膠硬度對最大等效應力的影響
氯丁密封膠膠筒的最大等效應力影響氯丁密封膠膠筒的抗壓能力和使用壽命。提取不同橡膠硬度下常規(guī)氯丁密封膠膠筒和記憶合金自熱解封氯丁密封膠膠筒等效應力繪制于圖中。可見,橡膠硬度越大,最大等效應力越小;在相同橡膠硬度下,記憶合金氯丁密封膠膠筒的最大等效應力小于常規(guī)氯丁密封膠膠筒的最大等效應力,可見記憶合金自熱解封氯丁密封膠膠筒的抗壓能力更高。橡膠硬度IRHD70的記憶合金氯丁密封膠膠筒與橡膠硬度IRHD80的常規(guī)氯丁密封膠膠筒的最大等效應力基本持平,橡膠硬度IRHD80的記憶合金氯丁密封膠膠筒與橡膠硬度IRHD90的常規(guī)氯丁密封膠膠筒的最大等效應力基本持平,可見記憶合金C形環(huán)的加入使得氯丁密封膠膠筒整體硬度提升了IRHD10。http://www.zjdbfw.com/