对所研究的密封结构进行了分解和简化。采用接触单元法 ,对其中的关键密封元件—— O形密封圈建立了一种新的含有接触计算的超弹性有限元模型 ,并改进了网格的划分。运用国际通用 I- DEAS软件和 ANSYS有限元分析程序对其进行了求解。

由柳州市同进汽车零部件制造有限公司申请的专利（公开号CN 104710795A,公开日期2015-06-17）＂一种超耐高温O形橡胶密封圈＂,涉及的超耐高温橡胶密封圈配方为：甲基乙烯基硅橡胶90-150,氟橡胶60-110,炭黑N300 30-45,白炭黑3-5,纳米氧化锌3-5,三氧化二铁3-5,二氧化钛3-8,氢氧镁2-5,硼酸锌4-10,防老剂1-3,羟基硅油1-4，氢硅油1-3，二甲基硅油1-6，乙烯基三甲氧基硅烷3-5，硫化NBPO2-5，硫化NDCP1-6，硫化剂DcBP2-6，硫黄2-8。该橡胶密封圈的主要特点是耐高温性能良好。

橡胶部分小直径O形橡胶密封圈过去采用单腔压制模具生产，影响产品质量的人为因素较多，产品质量和生产效率较低。改用多腔模具注射生产，满足了质量和产量的要求。现以橡胶产品PD3055-10为例简介如下。

利用有限元分析软件Ansys建立了线径为7 mm的O形橡胶密封圈(简称O形圈)的二维轴对称模型,然后对其在不同径向间隙和不同油压下的密封性能进行分析,得到径向间隙以及油压对O形圈密封性能的影响。结果表明油压对O形圈密封性能的影响较大,而径向间隙在油压较小时对O形圈密封性能的影响较小,在油压较大时影响较大;在径向间隙为0. 3 mm、油压为16 MPa时O形圈的初始可靠度为98. 5%。由各随机因素对极限状态函数的灵敏度可知,对O形圈初始可靠度影响最大的两个因素为O形圈线径和油压。

基于非线性接触理论,对航空发动机往复运动密封装置中O形橡胶密封圈的滑动摩擦力进行有限元仿真分析,研究压缩率和温度对O形橡胶密封圈滑动摩擦力的影响,并对两种滑动摩擦力理论算法的适用性进行分析。结果表明:随着压缩率的增大,O形橡胶密封圈的滑动摩擦力呈非线性增大趋势;仅考虑橡胶热膨胀时,O形橡胶密封圈的滑动摩擦力对温度的变化不敏感;在两种O形橡胶密封圈的滑动摩擦力理论算法中,Lindley算法计算结果整体偏小,经验公式计算结果在较大压缩率范围内与有限元分析结果接近。

针对完整O形橡胶密封圈室温拉伸试验,开发了新型试验装置及试样拉断伸长率的测试方法。试验结果表明,新型试验装置结构简单、操作方便、测试精度高、测量稳定,可满足完整O形橡胶密封圈室温拉伸试验中拉断伸长率测试的要求。

为研究大尺寸O形橡胶密封圈端面动密封性能,研制适应于大尺寸O形橡胶圈的动密封性能测试平台,测试水介质条件下绝对压力在15~600 kPa范围内O形橡胶密封圈端面动密封性能。基于正交试验设计,研究不同介质压力、压缩量(0.75~1.25 mm)和转速(5~50 r/min)下内径600 mm(截面直径10 mm)的丁腈橡胶密封圈的动密封性能。结果表明:随水介质压力增加泄漏量呈近似线性增大,随压缩量增加泄漏量小幅下降,随转速增加泄漏量基本恒定;随水介质压力增加端面摩擦转矩线性增大,随转速和压缩量增加端面摩擦转矩变化不大。介质压力、压缩量、转速3因素中,介质压力对泄漏量的影响最大,然后依次为压缩量和转速,介质压力对端面摩擦转矩的影响最大,然后依次为转速和压缩量。

液压系统的执行部件液压缸在长期使用过程中出现漏油故障,通过对密封圈进行密封原理分析、密封结构分析、O形橡胶密封圈有限元仿真分析、试验验证等方式,得出静密封结构渗漏油的原因,并根据密封失效原因提出解决措施。结果表明:液压系统O形圈静密封结构在低温下密封圈压缩率会减小,出现密封失效;通过增大O形橡胶密封圈截面直径可有效提高低温下压缩率,进而改进漏油故障,为同类型产品的渗漏故障提供参考作用。

为建立合理的飞机飞控系统液压作动器的虚拟样机，必须对其关键部件密封圈的受力状况进行计算分析。借助大型非线性有限元分析软件ANSYS建立密封圈的二维轴对称有限元模型，对液压伺服作动器的O形橡胶密封圈进行有限元分析，得出密封圈的初始截面压缩量及周向拉伸量对O形圈密封性能的综合影响规律。结果表明：增加压缩量可以提高O形圈的密封性，同时也使其容易出现裂纹；当压缩量较小时，拉伸量对O形圈的密封性能影响较大；容易出现裂纹的位置主要随油压的大小而变化。