利用有限元软件ANSYS模拟分析了往复运动Y形密封圈的静态和动态密封性能。研究了短唇倾角、唇谷高2个结构参数对Y形密封圈静态密封性能的影响；分析了工作油压、往复运动速度和摩擦系数3个工况参数对Y形圈动态密封性能的影响。结果表明：当短唇倾角在6°～10°，唇谷高在5—6mm时，Y形圈的静态密封性能较好，且随着短唇倾角和唇谷高的增加，其静态性能增强；当工作油压小于10MPa、往复运动速度在0．2～0.5m／s时，Y形圈的动态密封性能较好，而密封圈与活塞杆间的动态摩擦系数对其密封性能影响不明显。

为了进一步研究唇形密封圈的密封机制，建立唇形密封的理论模型。基于流量因子分析轴向泵汲效应，建立泵汲流量方程；运用圆周平均雷诺方程描述密封界面流场，采用G-W模型近似描述唇轴粗糙峰互相接触下的接触力与径向变形：定量分析密封界面的周向摩擦力，并给出流体摩擦表达式；对以上各因素进行强耦合分析。结合船舶桨轴密封圈的实际应用工况及结构参数进行仿真计算，得出其方向角、膜厚、压力分布，并得到净流量随转速和粗糙度的变化关系。研究结果表明：净流量随转速增加而增加，但增速逐渐变缓；净流量随粗糙度近似呈线性增加，但高粗糙度会使泄漏量增大和导致表面更容易被磨损，因此实际唇口粗糙度的选取应综合考量多种因素。

对于有密封要求的液压作动筒而言,O形密封圈在其中起到重要的作用.首先针对液压作动 筒中的活塞密封结构,提出一类新的有限元分析模型,然后利用ANSYS软件研究0形圈密封结构在不同油 压和压缩率作用下的应力分布及接触压力分布,并将有限元结果与以往的模型进行对比,总结每类模型的适 用条件.新的有限元分析模型考虑了实际安装过程对密封圈的影响,对密封圈的安装具有指导意义,也为密 封圈的动力响应分析提供了较好的模型.

针对深海高压环境下的O形密封圈，建立了有限元模型，仿真分析了O形密封圈在不同硬度、不同工况下的密封性能，探讨了O形密封圈的材料硬度、径向压缩率和外界压力对密封接触压力的影响。研究表明，在径向压缩率为17％～26％的范围内，O形密封圈的材料硬度与截面压缩率相比，材料硬度的增加对初始接触压力的提高的影响更加显著；在静水压力的作用下，O形密封圈具有良好的自紧性能，并且接触压力始终大于外界静水压，其密封安全裕度的大小约为初始接触压力；经分析计算，邵氏硬度90HA的聚氨酯O形密封圈，在22％的初始安装压缩率的条件下，密封安全裕度约为10MPa，能满足6km深海高压密封的要求。为进一步验证有限元分析的正确性，进行了O形密封圈的深海试验，试验结果表明密封可靠，与仿真结果相一致。

以薄型双密封圈气缸为研究对象，在经过了长期的试验后对其失效模式进行了深入研究．根据对失效气缸的分解、观察和验证，发现了气缸活塞在运动时因前后两端的磨损和挤压造成气缸内壁出现了明显的凹痕，使得气缸在终点（或始点）的磨痕位置密封不严，造成了气缸失效、该发现对于气缸的设计和改善具有重要的参考价值。

利用ANSYS软件建立了带聚四氟乙烯挡圈的丁腈橡胶星形密封圈结构的二维轴对称几何模型，分析了静压工作状态和往复运动状态下其密封机理、密封性能，并预测了星形密封圈易发生失效的具体部位。结果表明：在高压（流体压力＞10MPa）条件下，使用挡圈可以有效缓和星形密封圈的应力集中现象；星形密封圈非压力侧的内侧凸圆靠近挡圈区域易发生磨损失效；内侧的凹圆部位易发生撕裂失效。

对往复运动活塞杆上的橡胶密封圈进行了磨损仿真研究。建立了密封圈与活塞杆接触的有限元模型,考虑到活塞杆采用车削的方式加工,用正弦函数表征活塞杆接触表面形貌、密封圈橡胶材料的非线性特性和外部高温高压环境因素,利用有限元技术中的生死单元技术模拟密封圈材料的损失。结果表明,高压力将导致较大的磨损深度,高温度将导致较宽的磨损宽度。初始阶段,最大密封压力随着温度和压力的增加而变大;随着磨损的进行,温度和压力越高,最大密封压力下降越快。活塞杆表面粗糙度幅值越大,密封压力下降越快。

为了研究工程机械用DAS组合密封圈密封特性及其变化规律,建立密封特性计算模型,使用三次多项式修正密封圈压力油侧接触应力,得到近似油膜压力分布;结合逆解法求解油膜厚度,研究DAS组合密封圈预压缩量、油液压力及活塞杆伸出速度对平均油膜厚度、内泄漏量及动摩擦力的影响。研究结果表明：随着预压缩量增大,平均油膜厚度及内泄漏量逐渐减小,动摩擦力逐渐增大;随着油液压力的增大,平均油膜厚度及内泄漏量逐渐减小,动摩擦力逐渐增大;随着活塞杆伸出速度增大,平均油膜厚度、内泄漏量及动摩擦力随之增大。综合考虑各因素对密封件磨损、内泄漏的影响,建议DAS组合密封圈应用于活塞密封时最小压缩量c=1 mm,最大活塞杆伸出速度v=0.1 m/s。

基于ABAQUS有限元分析软件，建立组合密封圈的有限元模型，分析工作介质压力和组合密封圈的橡胶环材料硬度对密封性能的影响。通过应力应变云图对比分析，得出组合密封圈与工作介质压力、材料硬度之间的密封规律。

近年来,伴随着国内工程机械行业快速发展,液压技术广泛应用[1],但是设备密封性能不佳严重制约工程机械设备的使用,如果发生漏油类的故障,不仅会造成环境污染,执行元件的正常工作甚至工程的工期都会受到影响甚至延期。而且,国内的关键部位的密封件主要依赖进口,进口密封件通常价格昂贵、售后速度慢[2],更有甚者,国外密封件的供货周期能够影响国内主机设备的制造周期,因此,在国内对密封件的材料和结构展开研究十分重要。