磁流体动密封壳

疲劳可靠性超94%

该密封壳采用改进的冷却结构，在热/机械耦合载荷下大幅提升了疲劳可靠性，同时实现了轻量化。

Mi, Chengji · 刘书静 · Zhang, Chen · Deng, Yingjian · 张泠 · Shiyong, Yuan · 唐嘉昌

Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2024

参数信息

最高温度降幅

40.154 °C

模糊疲劳可靠性（优化后，第一种隶属函数）

94.65 %

模糊疲劳可靠性（优化后，第二种隶属函数）

94.58 %

模糊疲劳可靠性（优化后，第三种隶属函数）

93.89 %

模糊疲劳可靠性（优化后，第四种隶属函数）

96.31 %

应力目标值降幅

19.3 %

重量目标值降幅

3 %

技术优势

温度直降40°C

改进冷却结构后，最大温度工况下的最高温度降低了40.154 °C，有效抑制局部过热引起的热变形。

可靠性达标

优化后四种模糊疲劳可靠性分别达到94.65%、94.58%、93.89%、96.31%，均高于初始设计，接近或达到工业要求。

应力降19.3%

基于区间分析和响应面法构建近似模型，经NSGA-II优化后应力目标值降低19.3%，提高了结构强度裕度。

减重不牺牲可靠性

协同优化在降低重量3%的同时，可靠性提升至93%以上，实现了抗疲劳轻量化设计。

应用场景

• 磁流体密封：用于磁流体密封装置，提高壳体的热-机械可靠性，延长密封寿命。
• 旋转机械密封：适用于旋转机械的磁流体密封，减少热变形导致的失效风险。
• 高温工况密封：改进冷却结构可在高温下保持密封性能，最高温度降低40°C以上。
• 热管理：通过冷却结构优化，有效降低局部高温，改善热管理能力。