基于响应面法的船舶艉轴密封结构的优化设计

作     者：郑娆 张敬博 李双喜 陈杨 闫欣欣 赵祥 ZHENG Rao;ZHANG Jing-bo;LI Shuang-xi;CHEN Yang;YAN Xin-xin;ZHAO Xiang

作者机构：北京化工大学机电工程学院北京100029 中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB2000800) 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2022年第39卷第11期

页      码：1544-1550,1626页

摘      要：由于船舶密封长期处于复杂工况下,会使其密封性能大幅度下降,针对这一问题,对船舶艉轴密封结构优化设计问题进行了研究。首先,分析了船舶艉轴密封结构原理,并定义了摩擦功耗、密封端面最大变形、泄漏量为密封性能参数;然后,采用有限元方法,建立了船舶艉轴密封性能分析模型,确定了研究路线,通过计算得到了不同结构参数下船舶艉轴密封的密封性能变化规律;最后,采用响应面方法对密封动静环典型结构参数进行了多目标优化,建立了各密封性能参数的目标方程,通过设置各优化目标的满意度,得到了最优典型结构参数;搭建了船舶艉轴密封的实验台,对模拟结果进行了验证。研究结果表明:优化结构相较初始设计结构降低了9.8%的端面变形和5.7%的泄漏量;由此可见,该优化结构能够有效提高船舶密封的密封性能,可以为船舶艉轴密封的设计与优化提供思路。

主 题 词：机械密封结构 整体密封性能参数 摩擦功耗 密封端面最大变形 泄漏量 密封静环优化 结构参数优化 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 082402[082402] 0802[工学-机械学] 0824[工学-林业工程类] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-4551.2022.11.007

馆 藏 号：203115517...