为探讨液压凿岩机冲洗机构水封在高频冲击和旋转运动复合作用下的泄漏情况,在分析钎尾冲击速度随时间变化规律基础上,通过求解广义雷诺方程分析密封区的流体力学特性,建立旋转冲击复合作用下凿岩机水封密封区膜厚及泄漏量的计算模型。基于ABAQUS分析冲击周期内变速度下的水封接触应力变化规律,分析不同流体压力、冲击速度幅值和转速对密封性能的影响。结果表明:最大接触压力的变化和内外行程有关,外行程最大接触压力随冲击速度幅值的增大而增大,随转速的增大而减小,内行程则相反;同时无转速时的最大接触压力明显小于有转速时的最大接触压力,外行程的整体的最大接触压力大于同位置内行程的最大接触压力;冲击速度幅值越大,一个周期内的实时泄漏量和净泄漏量越大;不同转速下的实时泄漏量比较接近,转速越大,净泄漏量越小,表明在一定...

为提高深海极端环境中Y形圈的密封性能,采用有限元仿真分析Y形圈往复运动中接触应力和剪切应力的特征,通过正交试验分析Y形圈的根部倒角、唇底深度、唇间夹角、唇底圆角半径、唇边长度5个截面参数对其最大接触应力和最大等效应力的影响规律。结果表明:Y形圈根部倒角对密封影响最大,唇底深度、唇间夹角和唇底圆角半径对密封性能的影响次之,三者的影响程度基本相当,唇间夹角对密封影响最小。提出一种优化的Y形圈结构,研究表明,其最大接触应力提高3.99%、最大等效应力降低20.50%;当从海面到下潜到深海5 km的过程中,Y形圈最大接触应力、最大等效应力优于优化前,二者增幅都小于5%。相关研究有效提高了Y形圈在深海环境中的密封性能和可靠性,具有工程应用指导意义。

在液压缸中,往复动密封圈表面接触应力是决定其密封有效性的关键,但由于在工作过程中对往复密封表面接触状态进行监测的难度很大,因此对其变化规律仍缺乏深入了解。针对这一问题,以液压缸活塞杆Y形密封圈为对象,通过有限元仿真分析密封圈内唇磨损对密封圈表面接触应力的影响,确定密封圈表面接触应力的最佳监测部位;采用光纤光栅传感器(FBG)进行密封槽表面接触应力监测试验,通过铺设于密封槽的FBG传感器采集应力数据,得出密封圈周向和轴向接触应力均随内唇磨损增加呈现先增大后减小的趋势,与仿真结果一致;接触应力对密封磨损程度变化的响应灵敏度会随密封压力的增加而增大。研究结果为液压缸实际运行过程中往复动密封状态的监测提供了依据。

纯水介质黏度低、润滑性差等特性极易导致纯水密封因磨损而失效。在总结纯水介质密封摩擦因数计算模型基础上,基于ABAQUS建立了Y形密封圈往复运动的有限元仿真模型,分析了摩擦因数对密封等效应力、接触应力及接触长度等接触特性的影响。仿真结果表明:由于摩擦因数的影响,Y形密封圈内行程时的最大等效应力位于密封圈的U形口底部,外行程时的最大等效应力位于密封圈的内侧唇缘,同时外行程时的接触长度明显小于内行程,具有更大的接触应力,且外行程的接触长度随摩擦因数增大而变短,接触应力随摩擦因数增大而增加。Y形密封磨损失效主要发生在外行程阶段。

为分析深海环境下液压缸活塞杆Y形圈的密封性能,利用ANSYS软件建立Y形圈的仿真模型,分析不同工作状态下活塞杆Y形圈的密封应力。结果表明:由海面下潜至深海5 km过程中,安装、活塞杆外伸和收回3个工作状态下,最大von Mises应力基本不变、最大接触应力最大增幅约37%;增大压缩率,最大接触应力均减小、最大von Mises应力变化不一致。按照现有标准设计的液压缸活塞杆Y形圈密封结构能够满足深海密封的要求。

为了在密封圈投入使用之前就可以了解它的性能，该文选取常用的聚氨酯Y形密封圈，利用有限元分析软件建立Y形密封圈的模型．模拟密封圈的工作环境。得出Y形圈在各种工作压力下的变形与受力情况，总结Y形圈的变形及受力规律，以及密封圈可能出现裂纹的位置。

稳定器在石油钻井中对井眼轨迹的控制具有重大作用，它的正常运行要求其内部的Y形橡胶密封圈对液压油进行有效地密封。通过建立稳定器中Y形密封圈的非线性有限元分析模型，对唇外径分别为70mm和115mm两种类型的Y形密封圈进行了分析，得到唇外径为70mm及115mm的两种密封圈其临界工作压力分别为14．69MPa和15．53MPa。最后通过等效VonMises应力对所得临界工作压力进行校核，结果表明通过最大接触压力判据所得数值是正确的。所得研究成果可对控制稳定器Y形密封圈密封失效提供理论依据，为提高稳定器的可靠性从而提高石油钻探效率提供指导。

利用有限元分析软件ANSYS研究Y形密封圈的密封性能，分析不同工作压力下密封偶合面间的压力分布与变形，得到密封偶合面间的接触应力分布规律及接触应力与工作介质压力之间的关系。模拟不同工况时Y形圈与相对运动表面间的摩擦力大小及Y形圈的挤出状况，给出不同间隙和不同工作压力下的挤入临界曲线。结果表明：Y形密封圈接触压力的最大值发生在密封圈与缸体接触的唇部区域；摩擦力最大值发生在Y形圈与活塞及缸体接触的2个唇形区域；Y形密封圈上下唇的最大接触压力随着工作压力的增加而增大，且总是大于工作压力，并且外行程时受到的摩擦力总是大于内行程时受到的摩擦力，因而具有良好的耐压性和密封性能。

为研究往复密封轴用Y形密封圈在静、动密封工作时的密封性能,利用有限元软件ABAQUS建立了Y形密封圈二维轴对称有限元模型,讨论了工作压力、密封间隙、往复运动速度、摩擦系数对其密封性能的影响。结果表明：静密封工作时,Y形密封圈内部应力基本呈对称分布;动密封工作时,Y形密封圈内唇侧应力明显大于外唇侧应力,外行程应力变化波动幅度大于内行程相应应力变化波动幅度,外行程更易引起密封圈失效;Y形密封圈根部、上端开口处、内唇唇口、密封圈与活塞轴接触区域较易发生失效;Y形密封圈最大接触应力均大于相应工作压力,具有较好的密封性能;往复运动速度对最大Von Mises应力影响较小;工作压力、密封间隙、摩擦系数对最大剪切应力影响较大。

用有限元软件建立了Y形密封圈轴对称有限元分析模型对模拟装配的应力应变进行了分析。研究分析了Y形密封圈在不同压缩率和不同载荷下的应力应变通过有限元软件算出了不同压缩率和载荷下的应力应变云图。通过对密封圈不同应力应变云图的对比分析得出了密封圈与压缩率和载荷之间的密封规律。为了避免下唇边被挤入间隙对形密封圈进行了优化分析。对动密封结构的有限元分析动密封件的设计安装具有参考价值。