以水下工作的旋转轴唇形橡胶密封圈(简称唇形密封圈)为研究对象,基于有限元分析方法研究安装过盈量和介质压力对唇形密封圈密封性能的影响。使用ANSYS软件创建唇形密封圈的三维轴对称有限元分析模型。仿真结果表明唇口接触宽度与最大接触压力随着安装过盈量的增大而增大,且安装弹簧的唇形密封圈接触宽度和接触压力比未安装弹簧的唇形密封圈大;随着介质压力的增大,唇口最大接触压力增大,接触压力的最大值出现在唇口尖端处,最大接触压力始终大于介质压力。

针对导向叶片作动筒漏油故障,采用ANSYS WORKBENCH软件分析格来圈动密封性能。依据密封理论通过分析接触压力,发现了结构、材料及间隙等关键因素,模拟了活塞杆-保护圈、保护圈-密封圈、密封圈-密封槽之间的密封效果。计算结果表明在同等条件下,氟橡胶相对氟硅橡胶密封效果更优。采用Archard磨损理论进行校验计算,间接证明了仿真结果与实际情况较吻合,仿真结果与实际工作时间误差为14.8%,具备较高的可信度。最后提出提高动密封性能应从提高接触面的光洁度入手,从而达到降低磨损的目的。

本文主要是对套管补偿器依靠挤压密封和自力式密封的密封性能进行分析。利用ABAQUS对O形密封圈进行分析,选择Mooney-Rivlin本构模型下,挤压密封方式,O形密封圈的应力随着压缩率的提高逐渐增加。

通过ANSYS软件建立变截面密封圈的三维有限元接触分析模型,研究了密封圈的密封性能和几何参数对其密封性能的影响。结果表明密封面润滑边界曲线处的接触压力最大,边界曲线处的接触压力远高于密封压力,密封圈具有良好的密封性能。润滑边界曲线的波幅、边界圆角对密封面接触压力有较大影响;波形数、截面角度对密封面接触压力影响不大。

利用有限元分析软件模拟分析双唇油封主唇区域的静态接触压力分布,并与单唇油封的静态接触压力进行比较;同时分析双唇油封安装后副唇的位移和变形。结果表明油封的腰部结构不同导致双唇油封主唇区域密封效果低于单唇油封;副唇的位移和变形导致在实际运行中副唇与旋转轴存在空隙,影响防尘效果。为改善双唇油封的性能,提出采用渐进式腰部结构代替原弓形腰部结构和采用较长的防尘唇的双唇型油封结构优化方案。结果表明采用渐进式腰部结构的双唇油封的主唇口接触压力曲线更接近单唇油封,密封效果优于普通双唇油封;采用较长的防尘唇,且安装时使防尘唇与旋转轴之间具有一定的过盈量,可以使防尘唇在油封装配变形后仍保持与旋转轴接触,减少了防尘唇唇尖与旋转轴之间的空隙,能够有效地提升防尘效果。

建立单点系泊系统液滑环蓄能弹簧密封圈的二维轴对称模型,分析U形弹簧对系统密封性能的补偿能力;基于正交试验法对不同尺寸弹簧蓄能密封圈进行仿真模拟,分析各参数对密封区域接触压力的影响;以峰值接触应力和线接触压力为密封性能的评价指标,唇口直径、唇长、唇厚以及被压环厚度为主要参数,分析各结构参数对密封性能的影响程度,并得到最优的模型尺寸参数。结果表明内嵌蓄能弹簧可显著提升密封接触压力,使密封圈密封性能更优;随着唇口直径、唇厚增大,峰值接触压力和线接触压力均是先增大后减小,随着唇长增大,峰值接触压力和线接触压力先缓慢增大后快速增大,而随着被压环厚增大,峰值接触压力和线接触压力先快速减小后缓慢减小;唇厚对峰值接触的影响最大,然后依次为唇口直径、唇长、被压环厚,而唇长对线接触压力的影响最大,然后依...

基于静密封机制,结合有限元分析方法、加速老化试验以及时温等效原理,以最大接触压力是否大于临界接触压力为失效评价准则,提出一种静密封寿命评估方法。该方法首先通过试验确定垫片的仿真失效边界,确定密封垫片实现密封功能的临界接触压力,作为寿命评估的判定参数;然后通过加速老化试验,拟合得到垫片的老化模型,并预测正常工况下老化后的接触压力;最后通过比较临界接触压力和老化后的接触压力评估垫片寿命。以一个65℃下要求使用寿命达到10年的垫片为例,介绍寿命预测的方法和步骤。该方法预测使用寿命与台架模拟的结果基本相符,验证其有效性。

利用ANSYS对高压柱塞泵V型密封圈进行有限元仿真分析,并搭建实验装置对模拟结果进行了验证。在此基础上,研究了内、外过盈量、唇口角度对密封面接触压力和密封圈内应力分布的影响。结果表明过盈量增加,接触压力峰值增大,活塞杆往复过程中带出和带回的液体量都减少,有利于实现密封,但如果过盈量过大,会使密封面峰值压力过大、润滑效果变差从而加速磨损。唇口角度增加,活塞杆内行程带回的液体量增加,可以减少泄漏,有利于实现密封。研究结果可为V型密封圈的设计、选用和结构优化提供依据和参考。

利用ANSYS有限元软件建立液压支架立柱活塞杆用蕾形橡胶密封圈有限元模型,探讨了不同介质压力下无颗粒物、有颗粒物时颗粒物位置不同对蕾形密封圈的应力及密封性能的影响。结果表明给定压缩率下,有颗粒物模型比无颗粒物的等效应力更大,随着介质压力的增大,颗粒物在起始接触点下方比在接触点上方应力更集中,蕾形密封圈磨损更严重;蕾形密封圈有颗粒跟无颗粒模型初始最大Von Mises应力均出现在导向套跟活塞杆接触区域的中间部分,该区域最先出现裂纹而引起损坏失效;工作介质压力增大,蕾形圈接触压力也随之增大,且最大接触压力始终大于介质工作压力,能够保证液压支架立柱密封性能。该研究可为蕾形密封圈磨损及密封性能研究提供参考。

为深入分析圆锥过盈配合连接性能，以某柴油机曲轴减振器圆锥过盈配合连接为例，建立圆锥过盈配合理论模型，推导出圆锥过盈配合的结合直径表达式，得出圆锥过盈配合扭矩传递与接触压力计算公式。利用ANSYS软件模拟曲轴和主轮毂的过盈配合，针对不同过盈量、摩擦因数和转速，分析曲轴和主轮毂过盈配合接触面间接触压力分布情况。结果表明，过盈量和转速对接触压力影响明显。曲轴静止时，过盈量与接触压力呈线性关系，摩擦因数对接触压力分布影响较小。