基于Ansys橡膠O形密封圈密封性能有限元分析

采用含高階項的mooney-rivlin本構模型對在機械密封溝槽中單側受限丁腈橡膠o形圈的密封性能進行了數(shù)值計算,重點研究了預壓縮率和介質壓力對o形圈接觸應力、接觸寬度和峰值應力的影響。模擬計算結果表明:計算值與lindley半經驗公式值和wendt實驗值較為一致;o形圈預壓縮率對主接觸面上的接觸應力分布有較大影響,而對受限側接觸面上的接觸應力分布影響較小;預壓縮率越大主接觸面上峰值應力越大,而側接觸面上峰值應力基本不變;介質壓力作用會對o形圈產生二次壓縮,介質壓力越大,主接觸面和側接觸面上的峰值應力越大。被預壓縮橡膠o形圈承受介質壓力時,具有"自緊密封"特性,接觸應力曲線具有拋物線特性;較小的o形圈預壓縮率可以產生較大的接觸應力。因此,建議機械密封o形圈的預壓縮率不宜過大,以滿足機械密封補償環(huán)浮動性和端面追隨性的要求。

O形橡膠密封圈靜密封應力分析及密封性能研究

針對在靜密封條件下使用的一種新型y形橡膠密封圈,利用大型有限元軟件ansys對y形密封圈在不同工作壓力下的變形與受力情況進行了有限元分析,得出了相應的von-mises應力分布及接觸壓力分布,并預測了y形密封圈可能出現(xiàn)裂紋的位置,總結了y形密封圈接觸壓力的變化規(guī)律。

利用abaqus軟件對o形橡膠密封圈在超高液壓下的應力和接觸壓力進行了有限元分析,探討了不同壓力下o形橡膠密封圈的vonmises應力和接觸壓力的變化規(guī)律,分析了壓縮率及密封間隙對最大vonmises應力與最大接觸壓力的影響。結果表明在超高液壓下,o形圈vonmises應力主要集中在液壓缸與活塞桿的密封間隙區(qū)域,且最大vonmises應力隨著密封間隙的增加而顯著上升;壓縮率對初始應力和接觸應力影響較大,適當提高壓縮率能夠提供密封的可靠性,o形圈最大接觸應力隨著油壓的增加呈近似線性變化。

2009年5月第34卷第5期 潤滑與密封 lubricationengineering may2009 vol134no15 收稿日期:2008-11-26 作者簡介:饒建華,教授,從事機電一體化的教學和科研工作.e2mail:rao 2jh@1631com1 o形橡膠密封圈配合擋圈密封的應力與接觸壓力有限元分析 饒建華陸兆鵬 (中國地質大學湖北武漢430074 摘要:利用有限元分析軟件msc.marc對o形橡膠密封圈與擋圈密封在不 同壓力下的應力與接觸壓力進行了有限元分析,探討了不同壓力下o形橡膠密封 圈和擋圈柯西應力分布、接觸壓力與接觸寬度的關系、o形橡膠密封圈與擋圈 相互接觸的弧長與油壓及接觸壓力的關系。結果表明o形橡膠密封圈在配合擋圈

首先分析了o形橡膠密封圈有限元分析的現(xiàn)狀,然后從工程實例入手,分析了壓縮率對橡膠密封圈密封性能的影響,利用有限元分析軟件ansys對o形橡膠密封圈在不同壓縮率下的接觸壓力分布進行了分析,說明提高壓縮率對密封圈的密封性能有顯著的影響;以此分析結果為基礎可以合理設計密封槽的尺寸和缸筒與活塞間的間隙。

借助于大型有限元分析軟件ansys,建立了橡膠o形密封圈與溝槽接觸的非線性有限元分析模型,分析了橡膠o形密封圈的尺寸公差對密封性能的影響,以及密封圈的內徑伸長率和壓縮變形率改變時,接觸面上最大接觸應力的變化情況,從而為進一步可靠設計、優(yōu)化橡膠o形圈提供了理論依據(jù)。

采用有限元分析方法對吹瓶機吹塑pet瓶時橡膠密封圈容易出現(xiàn)擠隙現(xiàn)象進行了分析,并重新設計了2種密封結構。有限元模擬分析表明,設計的2種密封結構減小了密封圈在縫隙內的擠出部分,而且能增加接觸面積和接觸應力。

將橡膠o形密封圈使用中涉及的材料非線性、幾何非線性和接觸非線性考慮到軸對稱有限元模型中,討論了不同使用條件和溝槽結構參數(shù)對o形密封圈使用性能的影響。結果表明,預壓縮情況下,接觸密封斷面上的接觸應力分布呈拋物線;壓縮率對o形密封圈的最大接觸應力和剪應力影響較大;溝槽槽口轉角處的圓角半徑對該位置的剪應力影響較大,但對密封面上的最大接觸應力影響很小;不同的溝槽寬度對接觸應力也有較大影響。

利用ansys建立了公稱通徑1500mm,公稱壓力15mpa的高壓管線固定球閥殼體和法蘭連接處o形橡膠密封圈密封的二維軸對稱模型,采用五常數(shù)應變能密度函數(shù)計算了橡膠材料的mooney-revlin常數(shù),經分析得出安裝后的接觸壓力不能保證密封,在施加工作載荷后的接觸壓力大于工作壓力,且小于材料許用壓力,可以保證密封。并分析了相同溝槽、不同截面,不同壓縮率對接觸壓力的影響,槽寬對接觸壓力和槽口倒角半徑對剪切應力的影響,結果表明截面尺寸越大,壓縮率越大,最大接觸壓力就越大。槽寬對接觸壓力沒有影響,槽口倒角半徑前切應力的影響較小。

有限元分析方法 課程名稱有限元分析方法 題目柱塞泵密封圈接觸應力的有限元分析 學生姓名 學號 專業(yè)機械工程 學院機械工程 任課教師 柱塞泵密封圈接觸應力的有限元分析 柱塞泵密封圈接觸應力的有限元分析 1.橡膠密封圈的發(fā)展狀況 柱塞泵中的密封圈多采用v型橡膠密封圈，是典型的往復式柔性密封。雖然人類對往復式柔性密封的研 究有幾十年的歷史，但是至今對它的認識還很不夠。許多學者發(fā)現(xiàn)，在密封的往復行程中，在唇口與密封 表面間有一層油膜，使摩擦系數(shù)下降。60年代以后，隨著流體動壓潤滑理論的發(fā)展，奧地利的h.blok認 為密封面的潤滑問題可設想為滑動軸承流體動壓潤滑的逆問題，即假設已知壓力分布，然后應用雷諾方程 來計算油膜厚度、速度分布、剪切應力、泄漏量與摩擦力。為求得密封表面合理的薄膜形狀，首先需要解 決的問題是密封柔性元件與剛性表面間的壓力分布曲線。可見，對于柱塞密封

利用有限元軟件ansys,對隔膜泵橡膠密封圈進行有限元建模與計算,得出其工作狀態(tài)下的變形、應力及最大接觸壓應力,為隔膜泵橡膠密封圈的優(yōu)化設計提供參考依據(jù)。

高壓開關產品中,密封圈硬度的高低對密封性能有著緊密的聯(lián)系,是評定密封性能最重要的指標,尤其是高壓開關產品重sf6氣體密封,以對我公司產品漏氣問題進行分析,著重對三元乙丙膠材料的密封圈硬度選取以及壓縮率的選取進行了試驗研究,從而找出漏氣原因,同時對密封圈的硬度與壓縮率的選取提供了依據(jù)。

o形密封圈簡稱o形圈，是一種截面為圓形的橡膠圈。o形密封圈是液壓、氣動系統(tǒng)中 使用最廣泛的一種密封件。o形圈有良好的密封性，既可用于靜密封，也可用于往復運動 密封中；不僅可單獨使用，而且是許多組合式密封裝置中的基本組成部分。它的適用范圍很 寬，如果材料選擇得當，可以滿足各種運動條件的要求，工作壓力可從×105pa的真空到 400mpa高壓；溫度范圍可從-60℃到200℃。 與其它密封型式相比，o形密封圈具有以下特點： 1）結構尺寸小，裝拆方便。 2）靜、動密封均可使用，用作靜密封時幾乎沒有泄漏。 3）使用單件o形密封圈，有雙向密封作用。 4）動摩擦阻力較小。 5）價格低廉。 o形密封圈是一種擠壓型密封，擠壓型密封的基本工作原理是依靠密封件發(fā)生彈性變形， 在密封接觸面上造成接觸壓力，接觸壓力大于被密封介質的內壓，則不發(fā)生泄漏，反之則發(fā) 生泄漏。

o形密封圈的密封原理 內容提示：o形密封圈的密封原理 o形密封圈簡稱o形圈，是一種截面為圓形的橡膠圈。o形密封圈是液壓、 氣動系統(tǒng)中使用最廣泛的一種密封件。o形圈有良好的密封性，既可用于靜密封， 也可用于往復運動密封中;不僅可單獨使用，而且是許多組合式密封裝置中的基 本組成部分。它的適用范圍很寬，如果材料選擇得當，可以滿足各種運動條件的 要求，工作壓力可從1.333×105pa的真空到400mpa高壓;溫度范圍可從-60℃到 200℃。 與其它密封型式相比，o形密封圈具有以下特點： 1)結構尺寸小，裝拆方便。 2)靜、動密封均可使用，用作靜密封時幾乎沒有泄漏。 3)使用單件o形密封圈，有雙向密封作用。 4)動摩擦阻力較小。 5)價格低廉。 o形密封圈是一種擠壓型密封，擠壓型密封的基本工作原理是依靠密封件發(fā) 生彈性變形，在密封接觸面上造成接觸壓力，接觸壓力大于被密

橡膠o形密封圈用于密封流體及氣體已有60余年的歷史。該文就這種形式的密封件及相關的密封技術作一綜合性論述,重點在它的選取,設計及防護及密封技術的發(fā)展現(xiàn)狀。

前言 〇形橡膠密封圈是高壓開關設備常用的密封件。為了指導和方便產品設計，制定本標準。 本標準給出了〇形橡膠密封圈的材料、質量要求以及〇形圈的選用規(guī)格等。 本標準首次發(fā)布，2005年5月20日實施。 本標準由高壓開關公司技術處提出、起草、歸口并負責解釋。 〇形橡膠密封圈 1范圍 本標準規(guī)定了高壓開關產品用〇形橡膠密封圈的材料、技術要求、檢驗以及〇形圈的尺寸、規(guī)格、 標志和包裝、運輸與儲存。 本標準適用于六氟化硫開關產品設計。 2規(guī)范性應用文件 gb1235〇形橡膠密封圈 3基本尺寸與規(guī)格 〇形圈基本尺寸與規(guī)格見圖1和表5。(d:公稱外徑、d：公稱內徑、d1:實際內徑、d0：斷面直徑) 圖1〇形橡膠密封圈 4材料 4.1sf6開關設備用〇形橡膠密封圈材料見表1。 表1sf6開關設備用〇形橡膠密封圈材料 材料名稱工作條件適

精品文檔 精品文檔 標記示例 8.75×1.80ggb3452.1-92 ─┬──┬─┬──┬── │││└──標準號 │││ ││└──────通用o形圈 ││ │└─────────d2=1.80mm │ └──────────────d1=8.75mm o形橡膠密封圈： 精品文檔 精品文檔 注：1、表中h=0.785m-0.414r。 2、滾花前工件表面粗糙度的輪廓算術平均偏差r2的最大允許值為12.5um。 3、滾花后工件直徑大于滾花前直徑，其值△≈(0.8～1.9)m，m為模數(shù)。 4、gb6403.3－86。 5、標注樣式：直紋，m0.3 精品文檔 表面粗超度選擇： 精品文檔 精品文檔 序 號 ra值不 大于μm 應用舉例 1 100 粗加工的表面，如粗車、粗刨、切斷等表面，用粗鏜刀和粗

o型密封圈o型圈密封槽 o型密封圈o型圈密封槽 o型密封圈o型圈(o-rings)是一種截面為圓形的橡膠密封圈，因其截面為o型， 故稱其為o型密封圈，也叫o型圈。開始出現(xiàn)在19世紀中葉，當時用它作蒸汽 機汽缸的密封元件。 o型圈：密封圈主要用于流體（如：水、油、空氣、化學溶劑、化學藥品等）的 靜態(tài)間隙密封等。長期使用溫度在-60℃至220℃。因材料而異，靜態(tài)使用壓力 小于20mpa。有時也會用于動態(tài)，動態(tài)時的使用壓力小于5mpa，及半導體真空密 封。 o型圈規(guī)格型號主要有uhso型圈規(guī)格，uhpo型圈規(guī)格，uno型圈規(guī)格，dho型圈 規(guī)格，活塞桿o型圈規(guī)格，進口硅膠o型圈，耐高壓o型圈，耐腐蝕o型圈，耐 磨損o型圈。o型圈應用介紹：孔用yx型o型圈產品用途：用于 往復運動液壓油缸中活塞的密封。適用范圍：tpu：一般液壓缸

闡述了o形橡膠密封圈的用途及模具設計制造、熱處理、特大形制品的變形處理、注射模具的應用等問題。

橡膠o形圈的應用非常廣泛,該文著重闡述了o形圈在航空航天領域的發(fā)展。從理論預測到現(xiàn)代的數(shù)值解法,密封圈的接觸壓力等參數(shù)的計算精度逐漸提高。橡膠材料屬于高分子材料,有很強的非線性,在高分子領域,橡膠材料模型的描述仍然是個難題;橡膠材料經過一定的工藝加工成o形圈,其機械性能的研究更加復雜。國內外學者用試驗、模擬等方法對橡膠o形圈的性能進行了研究,取得了很多成果。

利用有限元法對氣缸蓋-密封圈-氣缸蓋罩組合件進行螺栓預緊狀態(tài)下的結構分析,得到了密封圈上的壓力分布云圖,發(fā)現(xiàn)密封圈主刃口的兩個拐角處密封壓力接近于零,不能有效地密封潤滑油,與試驗中該處漏油的實際情況一致。進一步的分析表明:漏油的主要原因是由于結構不對稱,使得該位置缺少螺栓,導致密封壓力接近于零。改進方案采取將氣缸蓋罩材質改為鋁,將蓋罩螺栓組中橡膠襯套改為減震彈簧等措施,大幅度地提高了最小密封壓力,從而解決了密封問題。