以某潜水器大型舱段连接处使用的三角密封结构为研究对象,建立O形圈与三角形沟槽接触的非线性有限元分析模型,仿真分析三角密封结构的橡胶材料硬度、O形圈内径、沟槽倒角尺寸、沟槽圆角尺寸对密封性能的影响规律。结果表明:橡胶材料硬度、沟槽倒角尺寸对密封性能影响较大,O形圈内径与沟槽圆角尺寸对密封性能影响较小;随着橡胶材料硬度的增加,O形圈密封能力增强,但在相同液体压力条件下,橡胶材料硬度越大O形圈应力越高,增大了O形圈被破坏的可能性,因此,在保证密封性能的前提下,要尽可能选取硬度小的O形圈;随着沟槽倒角尺寸的增加,O形圈的密封性能不断下降,同时应力水平也逐渐降低,因此,设计沟槽倒角尺寸时,在保证密封性能的前提下,要尽可能选取大的倒角尺寸。

离心压缩机设计时,通常法兰面之间的密封都采用O形圈密封。开发组从成本、质量、人机工程三方面研究平面密封胶的可行性,提出使用胶密封代替O形圈的设计方案。使用价值工程的分析方法,分析了平面密封胶实施存在的问题,为企业降低成本,提高效率做出贡献,也给设计人员一些启发。

基于非线性软件Marc建立O形圈有限元分析(FEA)模型,通过自适应网格重划分技术对O形圈抗挤出性能进行分析,分析了不同材料硬度、介质压力、沟槽间隙、初始压缩率、截面直径下O形圈的挤出长度。通过分析发现O形圈的挤出长度随着材料硬度、截面直径的增大而减小,随着介质压力、沟槽间隙的增大而增加,与初始压缩率关系不大,同时通过多元非线性拟合分析得到了O形圈挤出长度与上述各影响因素的关系式,为O形圈的设计选型提供参考。

文中采用实例介绍了O形圈应用在内部受气压轴向密封时所采用的密封形式及关键控制点。

某型号弹载电液舵机采用O形圈密封，其工作可靠性和使用寿命与O形圈密封性能密切相关。为了探究压缩率、槽口圆角和密封间隙在耦合条件下对其密封性能的影响，建立了二维有限元模型，施加了流体压力载荷，研究了压缩量、槽口圆角和密封间隙等参数对O形圈在承载时的等效应力和接触应力的影响，为密封结构的优化提供了理论依据。

该文通过Workbench对O形圈预密封与高压密封过程进行了非线性仿真研究了O形圈压缩率对密封性能的影响得出不同压缩率下的O形圈应力与接触压力分布情况针对快开式高压密封结构的需要以设备能够承受高压反复开启不损伤或轻微损伤密封圈为原则给出了O形圈压缩率更为严格的选取范围15%~20%;在此基础之上分析了弧形聚四氟乙烯单挡圈与双挡圈组合密封结构结果显示单个挡圈有效抵抗密封圈内部应力集中双挡圈提供了更大的密封接触压力由此双挡圈结构更适合快开式高压密封。

介绍了O形圈的密封原理和达到良好密封效果的O形圈的选择和安装原则，并介绍了密封沟槽设计方法、步骤和工艺要求，绘出了密封沟槽设计的实例。可供液压缸缸筒一活塞密封设计或类似的密封设计作参考。

研究 O 形橡胶密封圈在旋转动密封中的应用及其密封原理，结合实例总结该类 密封性设计的步骤和思路，为旋转动密封的设计提供借鉴。