针对某国产化活塞组合密封圈内泄漏问题,基于ANSYS Workbench模拟活塞组合密封圈装配过程的变形情况及接触应力变化情况,采用流体压力渗透载荷的加载方式模拟介质压力对密封圈弹性体的作用,研究活塞组合密封圈弹性体压缩率、硬度以及工作压力对其密封性能的影响。研究表明:弹性体上、下密封部位(BC段、DE段)最大接触应力略小于工作压力与装配下弹性体最大接触应力之和,其密封性能良好;弹性体压缩率及硬度越大,其最大接触应力越大。通过对活塞组合密封圈挡圈及导向环开口间隙以及开口角度的研究,得出挡圈厚度偏小以及导向环开口间隙偏大是导致活塞组合密封圈内泄漏的主要原因。试验结果表明:弹性体采用氢化丁晴(HNBR-80)、挡圈采用聚酯弹性体(TPEE)、导向环采用尼龙(PA66)材料的活塞组合密封圈满足某装备液压缸的使用要求。

为了减小水射流增压缸柱塞往复运动过程中的摩擦损耗,选用唇边开有锯齿槽的L形滑环和O形圈组合作为缸内密封件,并利用ANSYS软件建立组合密封件二维轴对称有限元模型,采用流体压力渗透法模拟增压缸内进、出水压力,对组合密封件中滑环槽口宽度、唇边厚度、唇边宽度进行单因素和多因素离散元仿真试验,分析其对密封件摩擦力的影响,并对滑环结构尺寸进行优化。结果表明,在滑环唇边开锯齿槽能够有效减小柱塞受到的摩擦阻力,滑环的槽口宽度、唇边厚度、唇边宽度均会影响柱塞与滑环之间的摩擦力大小;当滑环槽口宽度为0.92 mm、唇边厚度为1.10 mm、唇边宽度为4.60 mm时,柱塞与滑环之间的总摩擦力比优化前减小6.25%。

利用ABAQUS流体压力渗透载荷的加载方式对航空作动器VL密封圈进行有限元仿真分析，该方法不但可以得到高压（35MPa）下的收敛解而且可以自动寻找唇口接触与分离的临界点。仿真过程分为过盈装配和流体压力加栽两个分析步。分别得出在不同的压力下流体压力栽荷下密封圈的应力应变云图、唇口接触宽度以及唇口接触区接触压力分布图。计算结果可以为高压下航空作动器密封的理论计算提供相关参数，为航空作动器VL密封圈的实际应用提供相关依据。

本文利用ABAQUS流体压力渗透载荷的加载方法对航空作动器VL密封圈进行有限元仿真分析，该方法通过对有流体穿过的两表面定义压力渗透接触对，可以自动寻找流体压力加载过程中接触与分离的临界点。