橡胶密封圈失效分析方法探讨

橡胶密封圈在形状与功能具有相似性,在失效形式和原因上具有很多相同或相似的地方,因此在分析思路和方法上也必然存在一定的规律性。橡胶密封圈应用范围广,使用数量庞大,故障频发。因此探讨密封圈的失效分析的思路和方法,对判断失效性质及查找失效原因、提出改进措施减少损失具有重要意义。本研究主要介绍了橡胶密封圈的工作原理,归纳总结了密封圈的失效性质、常见的失效形式和原因,列举了典型损伤特征及断裂失效断口的形貌特点,在此基础上,给出了橡胶密封圈的失效分析中常用的程序,探讨了密封圈的失效分析的思路和方法。为密封圈失效分析提供思路与技术支持。     

径向单柱塞泵往复密封元件的有限元分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立径向单柱塞泵往复密封用O型橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析研究O型橡胶密封圈在不同的压缩量和工作油压下的变形和应力分布情况,得出相应情况下的最大范·米塞斯应力、最大接触压力以及最大剪切应力的变化关系.结果表明:上述3种最大应力值都随着压缩量和工作油压的增加而增加,其中最大接触应力值在左右两个主接触面之间呈对称分布,其余两种最大应力值都分布于密封沟槽口附近区域.该结论可以作为今后设计和选择O型橡胶密封圈的依据,同时文中涉及到的处理橡胶类非线性问题的分析方法可以推广到其他不同类型的橡胶密封圈的分析计算.     

气井腐蚀环境对封隔器胶筒橡胶材料的影响

目的 为东海某气田封隔器胶筒橡胶材料的选择提供理论参考依据。方法 通过腐蚀前后的性能试验和在腐蚀介质中的渗透性试验,比较目前国内外封隔器胶筒使用的主要橡胶材料（氢化丁腈橡胶、氟碳橡胶、氟硅橡胶和AFLAS橡胶）在腐蚀后的拉伸强度、拉断伸长率、硬度、压缩永久变形等性能,以及在腐蚀介质中的渗透性。结果 性能最优秀的是氢化丁腈橡胶,其次是AFLAS橡胶,氟硅橡胶和氟碳橡胶性能较差。随着压差的增大,4种橡胶材料的抗渗透性变差,相同温度（120 ℃）下,氟硅橡胶在4个压力条件下的抗渗透性能均优于其他橡胶材料。随着温度的增加,4种橡胶材料的抗渗透性变差,相同压差（10 MPa）下,氟硅橡胶在4个温度条件下的抗渗透性均优于其他橡胶材料。结论 氢化丁腈橡胶的性能（拉伸强度、拉断伸长率、硬度和压缩永久变形）相对较好,次之是AFLAS橡胶,再次是氟碳橡胶和氟硅橡胶。温度对橡胶渗透性的影响比压差大,对某些橡胶而言存在阀值效应,当超出一定温度后,橡胶抗气体渗透性能迅速下降。因此,应根据服役环境合理选择橡胶材料,且尽量使封隔器胶筒处于应力平衡状态,延长井下工具安全服役寿命。     

压缩型封隔器密封结构失效分析与试验研究

为了减少常规压缩型封隔器失效事故，开展封隔器常用橡胶材料的单轴拉伸和压缩实验，基于实验数据和Abaqus大变形接触有限元分析，对常规压缩型封隔器力学性能进行分析，并设计一种可扩张式封隔器，研究不同压差、温度和摩擦因数对扩张胶筒密封性能的影响，最后对所设计的扩张式胶筒进行了试验研究。结果表明：常规封隔器的胶筒在完成密封的过程中，上胶筒主要起密封作用，而且受到的应力较大，过大的应力会引起常规胶筒肩部压紧而发生疲劳失效，采用扩张式密封方式能够提高胶筒密封性能和减少胶筒台肩压缩变形失效问题。试验还发现新型密封胶筒在108～140℃温度范围内坐封和承压性能稳定。     

液压系统静密封结构漏油故障分析

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...     

铝合金厚板精整与预拉伸(1)

在铝合金厚板生产中,下游工艺——精整(锯切、切边、剪切、固溶处理、退火、矫直、检验、包装等)起着重要的作用,其中固溶处理与矫直是最为关键的。所有的厚板都要经过拉伸矫直,所以它决定了厚板的生产能力;固溶处理的生产能力决定了热处理可强化铝合金厚板的通过量。预拉伸目的是尽可能地消除板材中的淬火残余应力,拉伸永久变形量0.5%可消除80%左右残余应力,此后增大拉伸量其残余应力的下降速度极为缓慢,达2%时,残余应力几乎不再下降,所以拉伸永久变形量通常为1%~3%;而用压缩法消除残余应力时,压缩永久变形量为1%~5%。当要求板材具有严格的平直度时,在拉伸后还可进一步对局部进行冷加工矫正。全文分为两篇刊出,本篇为第一篇,主要论述铝合金厚板精整工艺中的锯切、剪切、矫直等方面的内容。     

铝合金自冲铆接头静力学性能及失效机理分析

选择不同结构的自冲铆接头,进行静力学测试获得其静力学性能. 采用学生氏t分布对试验数据进行统计分析,以检验数据有效性. 选择宽板接头失效断口进行扫描电子显微(SEM)观察,从而研究接头失效机理. 结果表明,板材宽度和铆钉数量的增加均可有效增强接头静力学性能,其中铆钉数量的影响程度更为突出. 接头宏观静态失效模式均为下板脱离,板材宽度和铆钉数量会影响基板变形程度. SEM分析表明,上板主要承受拉伸,断裂部位呈现韧窝结构,最终影响接头失效位移. 下板承受拉伸和压缩,其变形特征对强度和位移均有影响.     

某核电厂安注电机空冷器橡胶垫片失效原因分析

本文针对某核电厂安全注入系统电机空冷器处橡胶垫片失效导致漏水事件,通过傅里叶红外光谱、热失重、密度、硬度和拉伸等实验对橡胶垫片进行分析。分析结果表明该橡胶类型为三元乙丙橡胶,在服役时间内已存在一定程度的老化,垫片的老化失效导致漏水事件的产生。     

AZ31镁合金包辛格效应研究

采用拉、压循环试验测试了AZ31镁合金的包辛格效应(BE),并研究了BE的机制。测试结果表明:压缩预变形后反向拉伸出现明显的BE,而拉伸预变形后反向压缩出现反包辛格效应(RBE);且包辛格效应比反包辛格效应明显。循环拉、压加载过程中的显微组织和晶体取向演化研究结果表明,出现包辛格效应是由于预压缩时改变晶粒取向与反向拉伸时去孪生效应共同作用的结果;预拉伸变形虽然不改变晶粒取向,但使轴比c/a值降低,使反向压缩时发生孪生更加困难,从而导致反包辛格效应。     

飞机起落架作动筒密封圈失效分析

本文对飞机起落架作动简进行了外观检查、痕迹分析,对其活塞上安装的断裂密封圈进行了物理性能测试、宏观分析、断口微观分析以及模拟验证试验等.经过综合分析认为,起落架作动筒活塞上安装的两个密封圈均发生了断裂,密封圈上的橡胶出现了掉碎块情况,使两个油箱体之间发生了串油现象,导致起落架作动筒动作失常;密封圈经油浸泡后的过量溶胀是导致其磨损疲劳失效的根本原因.     

碳钢–橡胶硫化黏接拉伸力学行为与黏接失效机理

目的 研究碳钢-橡胶黏接结构件的拉伸力学行为和黏接失效机理,同时获得黏接工艺参数对碳钢-橡胶黏接界面质量的影响规律。方法 引入内聚力模型来描述黏接界面的黏接失效过程,通过黏接结构件界面力学性能实验拟合,获得内聚力参数,建立碳钢-橡胶黏接三维拉伸数值模型,从拉伸应力、剥离应力、损伤因子和刚度弱化的角度分析碳钢-橡胶在拉伸载荷作用下的黏接失效行为,研究刚度、初始损伤强度和断裂能对碳钢-橡胶黏接界面力学性能的影响规律。结果 在实验得到的内聚力参数下,碳钢-橡胶黏接界面中部最大拉伸应力比边缘增大了0.42 MPa,黏接界面边缘的最大剥离应力比最大拉伸应力增大了0.77 MPa。在拉伸位移为1.35 mm时,黏接界面中部最先进入损伤演化。当拉伸位移增至1.8 mm时,黏接界面边缘进入损伤演化,黏接界面中部完全失效,刚度的减小使得黏接界面的抗拉伸能力增强,刚度越小黏接界面的抗拉伸能力增强效果越明显。初始损伤强度小于3.42 MPa,黏接界面损伤演化速度明显较慢,在较大拉伸位移下才会发生黏接失效。不同断裂能的黏接界面进入损伤演化时的拉伸位移一致,断裂能越大的黏接界面损伤演化至完全失效的速度越慢。结论...     

小平板硫化机生产大规格O型橡胶圈的工艺研究

介绍了用小型平板硫化机模压大规格O型橡胶密封圈的设计、生产过程。在不具备大平板硫化机及大型加工设备条件下,通过设计加工“变形模具”,在小平板硫化机上生产出大规格、高精度的O型橡胶密封圈。     

小平板硫化机生产大规格○型橡胶圈的工艺研究

介绍了用小型平板硫化机模压大规格O型橡胶密封圈的设计、生产过程.在不具备大平板硫化机及大型加工设备条件下,通过设计加工"变形模具",在小平板硫化机上生产出大规格、高精度的O型橡胶密封圈.     

基于APDL语言的O形密封圈应力分析

基于APDL语言,建立O形密封圈的有限元模型,并对O形密封圈在预压缩及油液压力综合作用的情况下进行密封性仿真分析,得到了O形密封圈的变形情况、力学性能和密封性能,为类似密封圈的设计分析和应用提供了理论依据。     

轴流压气机匣O型密封圈失效分析

飞机在大修时发现发动机轴流压气机匣封严套内O型密封圈断裂。O型密封圈在使用过程中,可能发生磨损、擦伤、咬伤等机械损伤失效,也可能发生变硬、龟裂、发粘等老化失效。通过对故障密封圈表面检查、断口观察、材料符合性、使用环境、受力分析等方面分析了密封圈失效的原因。结果表明:该O型密封圈失效为装配不当导致的挤出和扭转撕裂破坏;提出2个改善措施,即提高O型密封圈表面质量和改进装配工艺。     

减振橡胶支座大型压剪试验机结构及液压系统设计

针对压剪试验机进行拉伸试验时，拉伸力检测不准，支座压紧装置在进行试验时易与支座橡胶层发生干涉，进行水平剪切时易造成导卫装置变形失效，支座上样困难以及定位不准易造成数据失真，设计可用于工程橡胶支座力学性能检测以及综合试验的电液伺服大型多功能压剪试验机机械结构以及便于应用的液压系统。所设计的试验机具有反应力架强度高、便于安装、自动化程度高、准确可靠、运行平稳、试验方便等特点，可提高工作效率。     

力作用方式对定向CuAl合金马氏体相变的影响

采用真空熔炼、氩气保护下拉式连续定向凝固方法制备不同取向马氏体Cu-12%Al(质量分数)合金线材。通过测试线坯拉伸和压缩力学性能,研究了力的作用方式对定向CuAl合金马氏体相变和力学性能的影响,并分析变形前后线坯的物相。结果表明:马氏体母相取向为[001]的线坯拉伸变形和压缩变形真应变分别为24.4%和14.7%,相应断口表现为韧性断裂和解理断裂;马氏体母相取向为[110]的线坯拉伸变形和压缩变形真应变分别为0.09和0.809,相应断口表现为准解理断裂和韧性断裂。取向为[001]线坯拉伸变形或取向为[110]线坯压缩变形均会发生由β1′马氏体转变为β1′马氏体,转变机制为Bain转变;取向为[110]线坯拉伸变形或取向为[001]线坯压缩变形均会发生由β1′马氏体转变为β1′马氏体。取向为[110]线坯压缩变形时会发生单滑移或者双滑移塑性变形,具有较好的塑性变形能力。     

受油探头橡胶密封圈失效分析

受油探头橡胶密封圈试飞考核后破损严重,导致漏油.通过对密封圈的外观进行检查,对密封圈的表面及断口进行宏、微观观察,对压制密封圈的模具表面进行了检查,对密封圈所用材料进行红外分析.结果表明:密封圈为疲劳失效;疲劳裂纹起源于密封圈表面磨损区域;密封圈表面磨损主要由于其在液压油中发生溶胀,体积增加且表面的加工质量粗糙,使得密...     

预拉伸对铝合金焊接残余应力和变形的影响

在预拉伸应力作用下，进行了厚度为4mm的5A05铝合金试板的焊接，焊后残余应力及变形的测定结果表明．预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的纵向残余应力、纵向挠曲变形和平面变形。在弹性应力范由内，随着预应力的增大，试板的残余应力峰值、纵向挠曲变形及平面变形均逐渐减小。分析认为，预拉伸应力部分抵消了焊接区热膨胀产生的压缩应力，从而减小了压缩塑性变形，进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力水平，相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。     

片层Ti-55531合金的拉伸和扭转断裂失效行为

通过室温静态拉伸和扭转试验,结合TEM、SEM等分析检测方法,系统研究了片层Ti-55531合金在拉伸和扭转载荷下的断裂失效行为。结果表明,片层Ti-55531合金在拉伸和扭转载荷下的断裂失效有显著的不同:拉伸变形受滑移、次生α_s的孪生及剪切共同控制,扭转变形主要受滑移和剪切控制,未发现有孪晶;拉伸断口较扭转断口陡峭,失效以微孔聚集为主,含少量穿晶解理和沿晶开裂的混合断裂机制;扭转断裂失效则以微孔聚集和剪切开裂为主,含部分穿晶解理的混合断裂机制。无论在拉伸还是扭转载荷下,片层Ti-55531合金的断裂失效面均由最大剪切应力产生,剪切力比正应力更易使片层Ti-55531合金损伤破坏。