气缸盖螺栓密封圈密封性有限元分析与试验研究

运用有限元理论与ABAQUS分析计算软件,建立某乘用车发动机气缸盖螺栓密封圈与缸体装配体的有限元计算模型,计算密封圈在装配状态下的最大接触压力和Von Mises应力,并采用静态面压试验进行验证。结果表明,该密封圈满足密封性与强度设计要求,具有足够的安全裕度;仿真分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元分析方法的合理性。分析密封圈与缸体的摩擦因数与密封介质压力对密封性能的影响。结果表明,密封圈与缸体的摩擦因数对密封性能影响较小;接触面上的最大接触压力随着密封介质压力的增大而增大,密封性能随之增强。     

液压伺服作动器密封圈的有限元分析

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。     

基于有限差分法的矩形密封圈密封性能的数值计算

弹性矩形密封圈广泛应用于工业和航空液压设备中,其密封性能对主机的工作性能和效率有很大影响。矩形密封圈动态密封机理是由流体膜承载保持密封和润滑,其控制方程是简化的雷诺方程。密封性能参数计算一般是根据膜压和流速分布用逆解法求解,但需要动态实验获得膜压分布曲线。本文基于有限差分法对矩形密封圈的动态密封方程进行离散化处理,建立了耦合弹性场、流体场和过盈接触的矩形密封圈密封性能数值计算流程图,采用MATLAB软件编程,用顺解法对矩形密封圈的油膜厚度和泄漏量等密封性能进行了数值计算,并用图形直观表达计算结果,简化了弹性密封圈的数值计算过程。     

汽车轮毂轴承唇形密封圈密封性能优化研究

为优化汽车轮毂轴承唇形密封圈的结构,在ANSYS有限元分析软件中建立其有限元模型,研究轴向过盈量、弹簧以及侧唇倒角对唇形密封圈密封性能的影响。研究结果表明:轴向过盈量对唇形密封圈的密封性能影响较大,当轴向过盈量小于0.5 mm时,随着轴向过盈量的增大,唇形密封圈的密封性能变好,当轴向过盈量大于0.5 mm时,随着轴向过盈量的增大,唇形密封圈的密封性能变差;与带弹簧的密封圈相比,不带弹簧的密封圈的最大等效应力、应变和接触压力的出现位置发生改变,且其最大值皆小于带弹簧密封圈的,因此带弹簧唇形密封圈的密封性能更好;与上侧唇倒角相比,下侧唇倒角对密封圈等效应力分布的影响更大,对密封性能的影响更加明显。     

表面粗糙度对矩形动密封特性的影响

基于耦合了密封圈的弹性变形、流体动力分析和过盈接触的密封性能数值计算流程,利用Matlab 软件编程实现矩形动密封特性的数值计算,得到矩形密封圈的油膜厚度、泄漏量及摩擦力等密封性能参数,分析表面粗糙度对矩形密封圈的润滑状态和泄漏量的影响。结果表明：往复运动速度一定时,随着密封圈粗糙度的增加,密封偶合面的润滑状态由流体润滑转变为润滑润滑状态,密封的泄漏量也呈几何式增加,说明粗糙度对密封圈的工作寿命和密封性能有较大的影响;往复运动速度也是影响矩形密封圈密封性能的关键工作参数之一,密封压力一定时,随着粗糙度的增加,不发生泄漏的临界速度降低。     

耐压门C形密封圈大间隙密封性能分析与结构优化

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。     

半导体真空腔体静态密封和检漏的研究

针对半导体真空腔体静态密封中存在的泄漏及高温时密封圈受损等密封性问题,重新对密封圈的选择和密封槽的设计计算进行了完善,并对完善后的真空腔体的密封性进行了一系列的检漏测试及探讨,从而证明了改善方案的可行性。     

高水压环境下盾构主轴承唇形密封圈密封性能分析

在分析盾构主轴承密封结构及功能的基础上,结合琼州海峡跨海隧道工程,建立了主轴承密封圈仿真分析模型,分析不同压力差下,唇形密封圈的保持架结构,对主轴承密封圈受力情况和密封性能的影响。研究结果表明：有楔形突起的保持架对密封圈的受力情况及密封性能具有较大影响。该结构有效改善了密封圈的力学结构,提高了其结构的稳定性和密封性能的稳定性,在保证良好密封性能的前提下,使密封圈有较小的变形和等效应力。     

星形橡胶密封圈的密封特性分析及截面改进

建立了X形(星形)密封圈的有限元计算模型,研究了预压缩量、摩擦因数、介质压力、橡胶硬度对其密封性能和力学性能的影响。为提高密封圈的密封性能,延长使用寿命,对其横截面形状进行了改进,并对其静密封和往复动密封性能进行了分析。研究结果表明,X形密封圈的Von Mises应力和接触应力随着摩擦因数的增大而逐渐降低,但随介质压力、橡胶硬度的增大而增大;而结构的特殊性使得X形密封圈Von Mises应力随预压缩量的增大而减小;改进密封圈不但继承X形密封圈的优点,而且实现了三道密封功能,在保持良好密封性能的同时改善了结构的应力集中现象;特别是在往复动密封中,改进密封圈的应力波动较小,密封性能优于X形密封圈,避免了X形结构触角过早发生疲劳失效和撕裂,延长了密封圈的使用寿命。     

压紧环唇形密封圈优化设计研究

为了提高盾构机主轴承密封圈的密封性能,建立主轴承密封圈优化设计流程,利用ANSYS Workbench分析研究压紧环唇形密封圈结构尺寸对其密封性能的影响,结果发现压紧环的直径、密封圈唇口的倾斜角度和密封圈的高度对其密封性能影响较大,结合这些参数,对压紧环唇形密封圈进行优化设计,优化分析的结果大幅提高了密封圈的密封性能,为盾构主轴承密封圈的设计选型提供了参考。     

MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响

为研究MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响,以油管悬挂器MEC非金属密封为研究对象,在分析密封圈的结构与原理的基础上,考虑工作压力、安装方式和密封圈内、外过盈量的情况下,基于刚柔接触模型,建立MEC密封有限元仿真计算模型;利用单因素敏感性分析方法,研究密封圈各结构参数对密封性能和结构强度的影响.结果表明:MEC密...     

往复运动Y形密封圈温度场的结构优化

通过使用ANSYS软件对往复运动Y形密封圈的温度场进行仿真研究,通过对Y形密封圈增加散热孔而改善密封圈的温度场分布,对Y形密封圈结构进行了优化和受力分析,对优化后的Y形密封圈做了相应的结构应力学分析,降低了密封圈最高温度。比较了不同散热孔径的大小对密封圈等效应力的影响,分析了温度场对密封圈密封性能和使用寿命的影响,得到了优化后的Y形密封圈的温度场分布,保证了密封圈的密封性能并且密封圈温度场得到改善,达到了降低温升的效果。     

基于数值模拟的矩形密封圈参数化分析

利用有限元分析软件ABAQUS建立二维轴对称模型,对静密封中矩形密封圈与O形密封圈的密封性能进行了对比,分析了矩形密封圈压缩率、材料硬度、截面长宽比和倒角尺寸对矩形密封圈的变形、接触压力和Mises应力的影响。结果表明:在静密封中,矩形密封圈的密封性能优于O形密封圈的密封性能;压缩率越大,密封性能越好;材料硬度是影响密封性能的重要因素;截面长宽比对密封性能影响最小;倒角尺寸越小对最大Mises应力和最大接触压力影响越明显;矩形密封圈的接触压力分布均匀,更适合静密封结构。     

Yx形液压密封圈的有限元分析及结构优化

应用超弹性理论和非线性理论,采用有限元方法对Yx形液压密封圈的性能进行模拟,分析其失效的位置和模式,研究参数对密封性能的影响,提出结构优化模型。结果表明:Yx形密封圈工作时最大应力出现在上下唇交汇处,变形最大区域发生在Yx形开口靠近内唇处,其根部有较大的接触压力,并且可能发生咬伤现象;介质压力增大时,剪应力和最大接触压力明显增加;最大变形随初始压缩率的增加而线性增大,最大剪应力在压缩率为20%时达到最大;槽口圆角半径对Yx形密封圈密封性能的影响很小;摩擦因数增大时,最大剪切应力明显增加,但最大变形和最大接触压力都有减小的趋势。结构尺寸优化后,密封性能增强,接触宽度明显减小,密封圈根部摩擦和磨损得到改善,可以提高密封圈的使用寿命。     

压缩率对O形橡胶密封圈密封性能的影响

首先分析了O形橡胶密封圈有限元分析的现状,然后从工程实例人手,分析了压缩率对橡胶密封圈密封性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS对O形橡胶密封圈在不同压缩率下的接触压力分布进行了分析,说明提高压缩率对密封圈的密封性能有显著的影响;以此分析结果为基础可以合理设计密封槽的尺寸和缸筒与活塞间的间隙.     

基于有限元的O形橡胶密封圈装配工艺研究

利用有限元分析软件对某阀芯O形橡胶密封圈装配过程进行仿真模拟,对O形橡胶密封圈不同线径下的应力和压缩率进行分析,确定了截面尺寸对密封性能的影响。利用Mooney-Rivlin模型,进行了非线性有限元分析,计算了不同线径的密封圈在装配后的接触应力、切向应力等。随着线径的增大,O形密封圈的变形、接触应力、Von Mises应力都会增大。确定了密封圈的线径范围,为阀芯中合理装配密封圈提供了相关参考。根据模拟数据进行验证实验,确定了O形橡胶密封圈的装配工艺。     

齿形滑环密封圈密封性能分析及结构改进

建立了齿形滑环密封结构数值计算模型,采用有限元方法分析0形密封圈和滑环的接触应力和应力分布,并探讨介质压力、往复速度、摩擦系数和压缩量对密封性能的影响.结果表明,在静密封阶段,0形密封圈横截面内部应力集中在靠近凹槽底部区域,滑环足部与中间接触部位的变形严重.随着压缩量、介质压力的增加,齿形滑环密封圈密封性能和变形增加,...     

弹性蓄能密封圈结构优化设计及验证

以OmniSeal 103A系列弹性蓄能密封圈为参考,提出密封夹套和与密封沟槽配合尺寸设计方法,并对弹性蓄能密封圈的结构进行优化,设计外唇面带有15°斜面的弹性蓄能密封圈JT1和外唇面为圆弧面的弹性蓄能密封圈JT2。设计实验从正反向摩擦力和密封性2个方面对两款弹性蓄能密封圈进行性能验证,并且与OmniSeal 103A系列中同规格密封圈性能进行对比。结果表明：JT1蓄能密封圈很大程度上提升了密封性能并且其抗摩擦性能也没有大幅下降,而JT2蓄能密封圈提升了抗摩擦性能,且密封性基本与OmniSeal蓄能密封圈相当。因此,JT1蓄能密封圈更适用于对密封性要求更高的场合,JT2蓄能密封圈更适用于对抗摩擦性要求更高的场合。     

基于ABAQUS的舌形密封圈结构参数分析

为了提升密封圈的耐用性,设计一种新型密封结构.运用ABAQUS对舌形密封圈进行非线性模拟仿真;运用正交试验与极差分析法分析结构参数对密封性能的影响;以接触应力作为密封性能的评价标准,得到舌形密封圈的结构参数对密封性能的影响由大到小依次为:舌张角、舌宽、厚度;极差分析得到最优组合,并通过仿真分析对最优组合进行验证.     

ANSYS14.0重分网格技术在方形液压密封圈大变形优化分析中的应用

运用ANSYS14.0对方形密封圈进行了网格重分,通过将网格重分前旧网格结果映射到新网格结果进行重新求解,得出了密封圈的完整的变形结果,解决了方形液压密封圈材料因网格畸变引起的密封圈大变形非线性分析求解不收敛的问题,为橡胶密封件的密封计算及密封性能研究提供了一定的理论基础,对其他大变形材料的分析也提供了重要的研究方法。