为找到国产飞机液压驱动装置在性能试验时发生漏油故障的原因,对密封失效部位的零件进行拆卸、检测、分析,发现拧紧螺栓处有严重划痕,之后应用ABAQUS有限元分析软件模拟手动拧紧螺钉后螺钉发生应力松弛造成的位移,发现应力松弛产生位移会直接导致负载管接孔与阀芯安装后出现偏心现象,间接造成划痕和密封圈失效的问题。最终优化了国产飞机液压驱动装置及类似结构产品的装配工艺方法。

建立蠕变本构模型,并对不同温度下预时效态7050厚板的时效成形过程进行分析。结果表明,该文所建立的蠕变本构模型适用于预时效态的7050合金的时效成形。时效成形过程中,温度越高,应力松弛效果越明显,蠕变变形量越大,残余应力越小,回弹率越低。

建立了橡胶O形密封圈与沟槽接触的平面轴对称非线性有限元分析模型,利用MSC.Marc有限元软件,分析了O形密封圈安装过程中,不同压缩率对接触应力的影响以及考虑应力松弛过程下使用的应力分布。数值结果表明,在没有油压下,应力松弛前后O形密封圈接触界面上的应力分布呈抛物线;应力松弛后,O形密封圈中的最大接触应力有明显降低,在200 s内应力衰减较快。在应力松弛1年并施加油压后,接触界面上的应力分布变化较大,但最大接触应力仍都大于油压,该O形密封圈使用可靠。

根据自动变速器对溢流阀的性能指标和耐久性的要求明确设计输入,通过建立阀的数学模型及仿真模型,对阀内部尺寸、弹簧刚度、阀芯质量等参数进行仿真优化设计;结合汽车变速器的特殊使用工况,研究弹簧应力松弛对阀性能衰减的影响。

由于对橡胶的要求很高,特别是在高温下的长期性能要求更高,因而需要进行大量的长期测试来研究性能随时间的变化。EN 681-1和ISO 9631等新版标准就是很好的例子。永久变形可以作为产品或材料长期性能的质量指标。材料的某些物理变形现象如应力松弛和蠕变导致永久变形。在橡胶上施加恒定应力时,变形不恒定,而是随着时间的延长逐渐增大,这种行为被称为“蠕变”;相反,橡胶受到恒定的应变作用时,材料中应力就会减小,这种行为被称为“应力松弛”。

橡胶O形密封圈在高温工况下会发生应力松弛并导致密封失效。基于橡胶黏-超弹本构模型,利用有限元软件ABAQUS建立橡胶O形密封圈与沟槽接触的非线性有限元模型,分析O形密封圈在不同压缩率、不同油压、不同温度下的应力松弛情况及应力分布。结果表明接触界面上的接触应力分布近似呈抛物线;O形密封圈应力在初期先急剧衰减,而后逐渐缓慢降低;压缩率和油压对应力松弛影响不大,但油压太大会降低密封可靠性;温度升高使应力松弛速率明显增大,并使最终应力降低,降低密封的可靠性。

开展了高温和室温环境下A系全包络线载荷试验评价和基于试验的密封性能有限元模拟,依据气密封能判据分析了不同等效全包络线载荷2次循环的密封能和密封能倍数变化规律及危险载荷点,并对危险载荷点开展了应力松弛时间效应分析。研究结果表明:模拟工况载荷的试验评价是一种不考虑现场操作和井下载荷波动不确定性以及安全使用余量的方法;API RP5C5试验评价是一种依据材料强度性能计算出载荷的方法,未充分考虑材料高温应力松弛时间效应的影响。建议增加基于时间效应的试验评价和有限元密封性能分析。

为了研究装配式建筑用密封胶的抗位移形变能力,使用应力松弛法测试密封胶表观弹性模量随时间的变化,分析在不同预应变m和不同松驰应变水平x下弹性密封胶的非线性粘弹特性。结果表明,当xm时,密封胶的形变行为更加复杂,指数n与x相关,且E100与1/(1+x)在较高的应变水平下偏离线性。

旋转导向钻井系统是在钻井过程中,实时进行钻头导向的一种钻井系统,导向钻井系统偏置机构中的动密封对整体系统的可靠性有极大的影响。结合旋转导向钻井系统的实际工况,考虑井下高温高压、动密封双侧承压和橡胶应力松弛对密封的影响,利用有限元软件中的流体渗透加载方式对滑环组合式密封进行密封性能分析,并分析环境压力、井下温度和O形圈压缩率对组合密封主密封面接触压力和Mises应力的影响。结果表明:随着介质压力的增大,虽然密封两侧的压差不变,密封系统的最大接触压力仍在增大,同时密封内侧的压力比外侧要大得多;应力松弛作用对初期阶段组合密封的性能影响比较大;温度对动密封接触压力的影响小于环境压力;较高的压缩率可以增加组合密封主密封面的接触长度,一定程度上可以降低最大接触压力,从而减缓密封面磨损。

该文利用广州机械科学研究院有限公司自有的油封径向力测试仪以及定制加工的轴套对Y圈，轴用方形圈，轴用阶梯圈以及V组等4种不同类型的活塞杆用橡塑密封件在特定温度下以及在宽温域下的应力松弛现象进行了研究。结果表明，随着温度的升高以及时间的推移，4种同一轴径、不同材料、不同结构形式的活塞杆用密封件均出现了应力松弛的现象，且不同密封件，其径向力初始值以及应力松弛的规律不同。