时礼平博士答辩公告

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时礼平博士答辩公告

发布时间:2018-04-10浏览次数:928作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：时礼平

指导教师：王晓雷教授

论文题目：不同类型织构化机械端面密封性能的理论与试验研究

答辩委员会：

主席：蒋书运教授/博导东南大学

委员：熊党生教授/博导南京理工大学

孙见君教授/博导南京林业大学

云乃彰教授/博导南京航空航天大学

周飞教授/博导南京航空航天大学

王晓雷教授/博导南京航空航天大学

黄巍教授/硕导南京航空航天大学

答辩秘书：戴庆文讲师南京航空航天大学

答辩时间：2018年4月20日15:30-17:30

地点：南航明故宫校区A6#6218

学位论文简介：

论文针对不同类型织构化机械端面密封的相关流体动压润滑理论、表面织构间的累积效应。微细电解加工工艺和机械端面密封性能试验等方面开展了相关的研究。在理论研究方面，首先，基于流体动压润滑状态下的Reynolds方程，建立了不同类型织构化机械密封端面在不同流动状态下的理论模型，介绍了利用有限差分法、超松弛迭代法数值运算的过程和步骤，以端面平均无量纲流体膜压力为指标，考察了求解参数，包括计算域内网格数量、误差限对计算结果的影响，并通过与以往文献的计算结果进行对比来验证程序的有效性；其次，以密封动环表面均匀分布的圆形平底微孔表面织构为例，选择三种不同大小扇形的1×5孔栏、3×5孔栏、5×5孔栏为计算域，并以不同孔栏中心位置处半径、圆周方向上的压力分布、计算域内中心部位的单个微孔织构单元在半径、圆周方向上的压力分布和不同孔栏计算域内平均无量纲压力值来系统考察表面织构间的耦合、协同作用；最后，通过在密封端面构造两种典型的表面织构类型，包括三种沟槽、两种微孔，系统分析了织构几何结构参数、工况操作参数对密封性能参数的影响规律，进而在所获得影响规律的基础上构造两个机械密封端面密封性能的评价参数，并研究了不同类型织构化端面两个密封性能评价参数的差异。在试验研究方面，首先，以机械端面密封的工作原理为依据进行了密封性能试验装置的设计，并完成高速密封试验机的加工、装配与调试；其次，结合课题组在微细电解加工方面的优势，详细介绍了在密封动环端面加工不同类型表面织构的工艺流程，并根据三维形貌的分析结果证实了该加工方法的有效性；最后，利用课题组自行设计、制造和调试的高速密封试验机系统考察了表面织构类型、织构面积率、织构深度、织构偏转角度及密封动环转动角速度对织构化端面密封性能参数，包括端面平均摩擦系数和端面泄漏率的影响，并与相关的理论分析结果进行了比较。

主要创新点如下：

1. 针对表面织构间的相互作用会对机械密封端面间的流体动压效应产生影响这一既定事实，但缺少量化、深入的研究，本文通过选择不同大小的扇形孔栏为计算域，并以不同孔栏中心位置处半径、圆周方向上的压力分布、计算域内中心部位的单个微孔织构单元在半径、圆周方向上的压力分布和不同孔栏计算域内平均无量纲压力值来系统考察表面织构间的耦合、协同作用。

2. 针对微沟槽、微孔这两类典型的表面织构类型在改善机械密封端面性能方面还没有定论等问题，首次通过在机械密封端面构造这两类表面织构类型，利用数值模拟和试验结合的方法系统考察了不同类型织构化机械密封端面性能的差异性，并构造两个密封性能评价参数，开展了不同类型织构的优化设计研究。

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