O形圈及組合密封結(jié)構(gòu)的密封性能數(shù)值研究.pdf

1、密封裝置是液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中的一個(gè)非常重要的組成部分，O形圈及組合密封結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便等原因而被廣泛應(yīng)用。國家標(biāo)準(zhǔn)GB3452.1-92以及GB1235-76為O形圈的選型以及密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了推薦參考值，但是密封失效引起的泄漏事故時(shí)有發(fā)生，所以針對密封結(jié)構(gòu)的數(shù)值研究用以合理優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。評定橡膠密封件密封性能的參數(shù)主要有Von Mises應(yīng)力和接觸應(yīng)力，本文通過分析O形圈及組合密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力分布，對密封結(jié)

2、構(gòu)的優(yōu)化進(jìn)行了深入研究。
　　通過介紹橡膠密封裝置研究的背景和意義，闡述了O形圈組合密封結(jié)構(gòu)的密封原理與O形圈在密封結(jié)構(gòu)中的典型失效形式。根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于橡膠密封件的研究現(xiàn)狀和存在的問題，引出O形圈及其組合形式密封結(jié)構(gòu)相關(guān)研究的重要性。
　　結(jié)合橡膠材料三重非線性的特殊性，在ABAQUS軟件中利用Mooney-Rivlin二參數(shù)本構(gòu)方程來描述橡膠材料。詳細(xì)陳述了在ABAQUS軟件中O形圈密封結(jié)構(gòu)有限元仿真模型的建立過程，并且在

3、O形圈密封結(jié)構(gòu)參數(shù)化研究的基礎(chǔ)上，利用Python語言繞過ABAQUS/CAE界面，直接控制軟件內(nèi)核，通過腳本程序進(jìn)行有限元仿真模型的建立。研究了O形圈密封結(jié)構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)對其密封性能的影響，主要從以下三個(gè)方面出發(fā)：密封件選型過程中的關(guān)鍵參數(shù)；密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵參數(shù)；密封過程中工況參數(shù)的影響。利用有限元分析軟件ABAQUS對非理想形貌O形圈在不同密封間隙和介質(zhì)壓力的內(nèi)部應(yīng)力分布情況進(jìn)行了分析研究，得出的應(yīng)力分布與理想形貌O形圈的情況進(jìn)

4、行了對比，得出了各種不同形貌的非理想形貌O形圈與理想形貌O形圈密封性能之間的差距，對O形圈的設(shè)計(jì)制造、評價(jià)以及使用具有一定的指導(dǎo)意義。對兩種典型的O形圈組合形式的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元仿真分析，并對比帶擋圈與無擋圈的兩種密封結(jié)構(gòu)，用數(shù)值計(jì)算的方法證明了聚四氟乙烯材料的擋圈在組合密封結(jié)構(gòu)中所起的作用。
　　本文基于ABAQUS對O形圈及組合密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值分析，在進(jìn)行密封結(jié)構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)的研究過程中需要在不同參數(shù)下進(jìn)行大量的建模以觀察其