通过ANSYS有限元软件建立矩形挡圈和弧形挡圈与O形圈组合的有限元分析模型,借助迭代计算法求出O形圈承受油液压力时的压力边界,分析对比这两种常见挡圈组合在不同油液压力和压缩率下的力学性能与密封特性。结果表明在相同油液压力和压缩率下,弧形挡圈组合O形圈的最大等效应力小于矩形挡圈组合,最大接触压力略大于矩形挡圈组合;弧形挡圈组合的密封性能在高压(大于15 MPa)、低压缩率(小于20%)条件下有一定优势;减小挡圈弧形半径可以降低弧形挡圈组合的O形圈的最大等效应力和增大最大接触压力,但会增加O形圈破坏的风险,应综合考虑挡圈弧形半径的取值。

研究O形密封圈在偏心情况下采用二维模型计算接触应力结果的准确度。通过利用有限元分析软件ABAQUS对O形圈的偏心情况进行二维和三维数值仿真分析,针对不同O形圈直径在不同偏心量的情况下分别进行接触应力的二维和三维计算与对比。结果表明:在O形密封圈偏心的情况下,与三维模型相比,二维模型计算的接触应力在最大压缩量处往往偏大,在最小压缩量处往往偏小,且偏心量的增大和O形圈直径的减小均导致二维模型的计算误差增大。对二维模型接触应力计算误差随偏心量和O形圈直径的变化曲线分别进行拟合,得到二维模型接触应力计算误差的预测公式,可用于O形圈二维模型接触应力预测值的修正。

提出一种基于流固耦合的橡胶O形圈静密封泄漏计算方法。对平行平板泄漏模型进行改进,使其适用于通道截面高度可变的泄漏率、介质压力计算;采用有限元仿真方法进行固体力学分析,求解宏观接触压力;采用Greenwood-Willamson模型进行接触力学分析,求解泄漏通道平均高度。基于数值方法研究介质压力、环境温度、表面形貌参数对橡胶O形圈密封性能的影响规律。结果表明,随着介质压力、环境温度、表面高度分布标准差的增大,体积泄漏率逐渐增大。上述数值方法以泄漏率作为表征密封性能的参数,能综合考虑橡胶材料、介质、工况等多种因素对O形圈密封性能的影响,对橡胶O形圈的寿命预测和失效分析更具指导意义。

盾构机主驱动密封系统是盾构机的关键系统之一,主驱动密封圈性能直接影响盾构机的性能。对影响盾构机主驱动密封性能的唇形密封圈主要结构参数建立正交试验方案,利用有限元分析软件ABAQUS建立盾构机主驱动密封圈工作过程中开启压力差及接触宽度的计算方法,并按照正交试验方案对开启压力差及接触宽度进行仿真计算,然后对计算结果进行方差分析。分析结果表明:唇形密封圈的唇高度和唇厚度对开启压力差有显著影响,唇曲度和唇高度对接触宽度有显著影响。根据密封要求与分析结果,选取唇曲度为17 mm,唇高度为22.35 mm,压缩量为7.1 mm,唇厚度为5 mm的密封圈结构为最适结构,结构优化后开启压力差降低33%,接触宽度降低23%。

针对液压往复密封的低摩擦、高耐磨、耐高压抗挤出、耐液压油等独特工况条件,采用聚四氟乙烯(PTFE)和碳纤维对聚醚醚酮(PEEK)材料进行填充改性,研究改性PEEK材料的力学性能和摩擦磨损性能,并与填料改性PTFE材料进行比较。通过结构设计和有限元仿真分析,对改性PEEK材料与弹性体材料组合的密封件在不同温度下的密封性能进行了模拟和分析,并通过密封功能试验对模拟分析结果进行了验证。结果发现:质量分数20%PTFE填充改性PEEK材料的摩擦因数最低,且其对金属摩擦副无损伤,更适用于液压往复密封;组合密封能有效克服PEEK材料弹性性能差、安装困难的不足。有限元仿真分析结果表明,组合密封在不同温度下能很好适应42 MPa的压力。密封功能试验表明,组合密封比单一PEEK材料密封的启动摩擦力小、泄漏率低,证明改性PEEK材料可替代聚四氟乙烯和尼龙材料应用...

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。

随着密封技术的快速发展，正确理解和应用密封相关术语非常重要，例如“组合”和“复合”、“密封件”和“密封装置”等。另外ISO标准中某些术语的定义，与我国目前相关产品的制造工艺存在不完全一致情况。其次，有些产品的术语和定义，在不同的国家标准中，定义不同。该文通过增加相关产品图、安装图、对比不同标准中的术语和定义等，介绍流体传动系统中与密封相关的部分术语及其定义。并对某些在国家标准中存在异义待修订的术语和定义做出说明

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。

采用有限元分析软件ANSYS研究20 t挖掘机铲斗油缸用Y形圈在一个往复运动周期内、不同热源作用下的温度分布;采用控制变量法分析各因素（介质压力、往复运动速度、介质温度等）对Y形圈温度场的影响。结果表明：只考虑摩擦生热时,最高温度出现在Y形圈密封唇口处,考虑机械滞后生热时,最高温度出现在Y形圈根部较厚的部位,且在一定环境温度下摩擦生热对Y形圈最高温度的影响较大;相比于介质压力,活塞杆往复运动速度对Y形圈最高温度的影响更为显著,在只考虑机械滞后生热时,油液温度对Y形圈最高温度的影响较大,介质压力和往复速度对Y形圈最高温度的影响较小。

该文简要介绍了往复动密封的密封机理，定性地分析了影响密封性能的相关参量。利用ANSYs分析软件对航空作动器VL密封圈进行分析，得出不同密封介质压力下的唇口接触压力分布曲线。通过对比不同密封介质压力条件下的曲线变化，发现密封介质压力对密封唇口接触区接触压力分布有很大的影响。压力越大，密封唇接触宽度越大，接触压力曲线在靠近密封流体侧变化越陡，更接近往复密封三角形接触压力分布图，有利于实现往复密封的零泄漏甚至负泄漏。证实了VL型密封圈可以应用在重要的往复密封环境，并且可以实现高压下自动补偿密封功能。