水密装备的密封橡胶结构优化设计研究

简介

橡胶密封件用于海洋装备时,较高的压缩力会增加设计与制造成本,同时有降低设备可靠性和寿命的风险。鉴于此,以某自升式钻井平台中艉门的EPDM密封橡胶为例,基于弹性体假设和密封模型,根据单轴拉伸试验数据拟合超弹性本构模型参数,通过压缩力实验与有限元分析作对比判断材料参数的精度。基于拟合的本构模型,以压缩力为优化目标,进行橡胶结构的优化,最后对优化前后的关键参数进行对比。结果表明,优化后的橡胶密封件在满足密封性能要求的前提下,重量减轻20%,Mises应力降低47%,压缩力降低20%。该橡胶结构在工程中的成功应用可为同类型优化设计提供参考。