提出一种利用万能电子试验机和压力敏感试纸测量弹性金属密封圈接触应力的实验方法,即应用万能电子试验机对C形密封圈施压,垫在C形密封圈下的薄膜压力敏感纸由于C形密封圈对其产生的压力变色,根据颜色变化得到密封圈的接触应力。采用该实验方法测得弹性金属密封圈的接触应力,同时通过ANSYS软件对C形弹性金属密封圈进行有限元建模并计算其接触应力。实验测量结果与有限元建模计算结果高度吻合度,证明了理论模型的正确性和实验方法的可行性与科学性。

采用有限元分析对耐压门C形密封圈密封结构进行计算分析和截面尺寸优化,计算校核典型算例下的密封性能,分析C形密封圈截面尺寸参数对其大间隙工况下密封性能的影响。结果表明典型算例中C形密封圈结构在流体载荷增加的情况下,接触应力峰值也随之增加,并始终大于流体载荷,能够保证密封性能;大间隙密封工况下,C形密封圈截面开口半径、开口间隙和削斜高度对其密封能力影响显著。根据分析结果,优化了密封圈截面尺寸参数,优化后的密封结构在预紧压缩和大间隙工况下的密封性能均优于原始密封结构。

根据经验公式选取不同硬度的橡胶材料参数,采用有限元方法利用ABAQUS通用程序对C形密封圈结构进行大间隙工况下密封性能的仿真计算.结果表明C型密封圈在大间隙工况下的密封性能受三个条件的约束.C形密封圈在大间隙工况下合理的材料硬度范围为70~80.