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,等. 日期：2023-01-30/span> 浏览：1208 查看PDF文档

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。

关键词: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

中图分类号:TH136;U664.21文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)11-1544-08


本文引用格式:

郑娆,张敬博,李双喜,等.基于响应面法的船舶艉轴密封结构的优化设计［J］.机电工程,2022,39(11):1544-1550,1626.

ZHENG Rao, ZHANG Jing-bo, LI Shuang-xi, et al. Optimization design of ship stern shaft seal structure based on response surface method［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(11):1544-1550,1626.