基于Ansys橡胶O形密封圈密封性能有限元分析

采用含高阶项的mooney-rivlin本构模型对在机械密封沟槽中单侧受限丁腈橡胶o形圈的密封性能进行了数值计算,重点研究了预压缩率和介质压力对o形圈接触应力、接触宽度和峰值应力的影响。模拟计算结果表明:计算值与lindley半经验公式值和wendt实验值较为一致;o形圈预压缩率对主接触面上的接触应力分布有较大影响,而对受限侧接触面上的接触应力分布影响较小;预压缩率越大主接触面上峰值应力越大,而侧接触面上峰值应力基本不变;介质压力作用会对o形圈产生二次压缩,介质压力越大,主接触面和侧接触面上的峰值应力越大。被预压缩橡胶o形圈承受介质压力时,具有"自紧密封"特性,接触应力曲线具有抛物线特性;较小的o形圈预压缩率可以产生较大的接触应力。因此,建议机械密封o形圈的预压缩率不宜过大,以满足机械密封补偿环浮动性和端面追随性的要求。

O形橡胶密封圈静密封应力分析及密封性能研究

针对在静密封条件下使用的一种新型y形橡胶密封圈,利用大型有限元软件ansys对y形密封圈在不同工作压力下的变形与受力情况进行了有限元分析,得出了相应的von-mises应力分布及接触压力分布,并预测了y形密封圈可能出现裂纹的位置,总结了y形密封圈接触压力的变化规律。

利用abaqus软件对o形橡胶密封圈在超高液压下的应力和接触压力进行了有限元分析,探讨了不同压力下o形橡胶密封圈的vonmises应力和接触压力的变化规律,分析了压缩率及密封间隙对最大vonmises应力与最大接触压力的影响。结果表明在超高液压下,o形圈vonmises应力主要集中在液压缸与活塞杆的密封间隙区域,且最大vonmises应力随着密封间隙的增加而显著上升;压缩率对初始应力和接触应力影响较大,适当提高压缩率能够提供密封的可靠性,o形圈最大接触应力随着油压的增加呈近似线性变化。

2009年5月第34卷第5期 润滑与密封 lubricationengineering may2009 vol134no15 收稿日期:2008-11-26 作者简介:饶建华,教授,从事机电一体化的教学和科研工作.e2mail:rao 2jh@1631com1 o形橡胶密封圈配合挡圈密封的应力与接触压力有限元分析 饶建华陆兆鹏 (中国地质大学湖北武汉430074 摘要:利用有限元分析软件msc.marc对o形橡胶密封圈与挡圈密封在不 同压力下的应力与接触压力进行了有限元分析,探讨了不同压力下o形橡胶密封 圈和挡圈柯西应力分布、接触压力与接触宽度的关系、o形橡胶密封圈与挡圈 相互接触的弧长与油压及接触压力的关系。结果表明o形橡胶密封圈在配合挡圈

首先分析了o形橡胶密封圈有限元分析的现状,然后从工程实例入手,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。

借助于大型有限元分析软件ansys,建立了橡胶o形密封圈与沟槽接触的非线性有限元分析模型,分析了橡胶o形密封圈的尺寸公差对密封性能的影响,以及密封圈的内径伸长率和压缩变形率改变时,接触面上最大接触应力的变化情况,从而为进一步可靠设计、优化橡胶o形圈提供了理论依据。

采用有限元分析方法对吹瓶机吹塑pet瓶时橡胶密封圈容易出现挤隙现象进行了分析,并重新设计了2种密封结构。有限元模拟分析表明,设计的2种密封结构减小了密封圈在缝隙内的挤出部分,而且能增加接触面积和接触应力。

将橡胶o形密封圈使用中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性考虑到轴对称有限元模型中,讨论了不同使用条件和沟槽结构参数对o形密封圈使用性能的影响。结果表明,预压缩情况下,接触密封断面上的接触应力分布呈抛物线;压缩率对o形密封圈的最大接触应力和剪应力影响较大;沟槽槽口转角处的圆角半径对该位置的剪应力影响较大,但对密封面上的最大接触应力影响很小;不同的沟槽宽度对接触应力也有较大影响。

利用ansys建立了公称通径1500mm,公称压力15mpa的高压管线固定球阀壳体和法兰连接处o形橡胶密封圈密封的二维轴对称模型,采用五常数应变能密度函数计算了橡胶材料的mooney-revlin常数,经分析得出安装后的接触压力不能保证密封,在施加工作载荷后的接触压力大于工作压力,且小于材料许用压力,可以保证密封。并分析了相同沟槽、不同截面,不同压缩率对接触压力的影响,槽宽对接触压力和槽口倒角半径对剪切应力的影响,结果表明截面尺寸越大,压缩率越大,最大接触压力就越大。槽宽对接触压力没有影响,槽口倒角半径前切应力的影响较小。

有限元分析方法 课程名称有限元分析方法 题目柱塞泵密封圈接触应力的有限元分析 学生姓名 学号 专业机械工程 学院机械工程 任课教师 柱塞泵密封圈接触应力的有限元分析 柱塞泵密封圈接触应力的有限元分析 1.橡胶密封圈的发展状况 柱塞泵中的密封圈多采用v型橡胶密封圈，是典型的往复式柔性密封。虽然人类对往复式柔性密封的研 究有几十年的历史，但是至今对它的认识还很不够。许多学者发现，在密封的往复行程中，在唇口与密封 表面间有一层油膜，使摩擦系数下降。60年代以后，随着流体动压润滑理论的发展，奥地利的h.blok认 为密封面的润滑问题可设想为滑动轴承流体动压润滑的逆问题，即假设已知压力分布，然后应用雷诺方程 来计算油膜厚度、速度分布、剪切应力、泄漏量与摩擦力。为求得密封表面合理的薄膜形状，首先需要解 决的问题是密封柔性元件与刚性表面间的压力分布曲线。可见，对于柱塞密封

利用有限元软件ansys,对隔膜泵橡胶密封圈进行有限元建模与计算,得出其工作状态下的变形、应力及最大接触压应力,为隔膜泵橡胶密封圈的优化设计提供参考依据。

高压开关产品中,密封圈硬度的高低对密封性能有着紧密的联系,是评定密封性能最重要的指标,尤其是高压开关产品重sf6气体密封,以对我公司产品漏气问题进行分析,着重对三元乙丙胶材料的密封圈硬度选取以及压缩率的选取进行了试验研究,从而找出漏气原因,同时对密封圈的硬度与压缩率的选取提供了依据。

o形密封圈简称o形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。o形密封圈是液压、气动系统中 使用最广泛的一种密封件。o形圈有良好的密封性，既可用于静密封，也可用于往复运动 密封中；不仅可单独使用，而且是许多组合式密封装置中的基本组成部分。它的适用范围很 宽，如果材料选择得当，可以满足各种运动条件的要求，工作压力可从×105pa的真空到 400mpa高压；温度范围可从-60℃到200℃。 与其它密封型式相比，o形密封圈具有以下特点： 1）结构尺寸小，装拆方便。 2）静、动密封均可使用，用作静密封时几乎没有泄漏。 3）使用单件o形密封圈，有双向密封作用。 4）动摩擦阻力较小。 5）价格低廉。 o形密封圈是一种挤压型密封，挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发生弹性变形， 在密封接触面上造成接触压力，接触压力大于被密封介质的内压，则不发生泄漏，反之则发 生泄漏。

o形密封圈的密封原理 内容提示：o形密封圈的密封原理 o形密封圈简称o形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。o形密封圈是液压、 气动系统中使用最广泛的一种密封件。o形圈有良好的密封性，既可用于静密封， 也可用于往复运动密封中;不仅可单独使用，而且是许多组合式密封装置中的基 本组成部分。它的适用范围很宽，如果材料选择得当，可以满足各种运动条件的 要求，工作压力可从1.333×105pa的真空到400mpa高压;温度范围可从-60℃到 200℃。 与其它密封型式相比，o形密封圈具有以下特点： 1)结构尺寸小，装拆方便。 2)静、动密封均可使用，用作静密封时几乎没有泄漏。 3)使用单件o形密封圈，有双向密封作用。 4)动摩擦阻力较小。 5)价格低廉。 o形密封圈是一种挤压型密封，挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发 生弹性变形，在密封接触面上造成接触压力，接触压力大于被密

橡胶o形密封圈用于密封流体及气体已有60余年的历史。该文就这种形式的密封件及相关的密封技术作一综合性论述,重点在它的选取,设计及防护及密封技术的发展现状。

前言 〇形橡胶密封圈是高压开关设备常用的密封件。为了指导和方便产品设计，制定本标准。 本标准给出了〇形橡胶密封圈的材料、质量要求以及〇形圈的选用规格等。 本标准首次发布，2005年5月20日实施。 本标准由高压开关公司技术处提出、起草、归口并负责解释。 〇形橡胶密封圈 1范围 本标准规定了高压开关产品用〇形橡胶密封圈的材料、技术要求、检验以及〇形圈的尺寸、规格、 标志和包装、运输与储存。 本标准适用于六氟化硫开关产品设计。 2规范性应用文件 gb1235〇形橡胶密封圈 3基本尺寸与规格 〇形圈基本尺寸与规格见图1和表5。(d:公称外径、d：公称内径、d1:实际内径、d0：断面直径) 图1〇形橡胶密封圈 4材料 4.1sf6开关设备用〇形橡胶密封圈材料见表1。 表1sf6开关设备用〇形橡胶密封圈材料 材料名称工作条件适

本文主要介绍了o形橡胶密封圈的选用标准、材料选择、沟槽设计等内容,并对个例进行了具体分析,认为:o形橡胶密封圈的选择应尽量选用国家标准中所列的规格尺寸,避免设计非标和异形的o形密封圈,即要考虑安装和使用的实际情况,同时沟槽的加工还要重点考虑粗糙度和同轴度等质量指标的要求。

精品文档 精品文档 标记示例 8.75×1.80ggb3452.1-92 ─┬──┬─┬──┬── │││└──标准号 │││ ││└──────通用o形圈 ││ │└─────────d2=1.80mm │ └──────────────d1=8.75mm o形橡胶密封圈： 精品文档 精品文档 注：1、表中h=0.785m-0.414r。 2、滚花前工件表面粗糙度的轮廓算术平均偏差r2的最大允许值为12.5um。 3、滚花后工件直径大于滚花前直径，其值△≈(0.8～1.9)m，m为模数。 4、gb6403.3－86。 5、标注样式：直纹，m0.3 精品文档 表面粗超度选择： 精品文档 精品文档 序 号 ra值不 大于μm 应用举例 1 100 粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗

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)是一种截面为圆形的橡胶密封圈，因其截面为o型， 故称其为o型密封圈，也叫o型圈。开始出现在19世纪中叶，当时用它作蒸汽 机汽缸的密封元件。 o型圈：密封圈主要用于流体（如：水、油、空气、化学溶剂、化学药品等）的 静态间隙密封等。长期使用温度在-60℃至220℃。因材料而异，静态使用压力 小于20mpa。有时也会用于动态，动态时的使用压力小于5mpa，及半导体真空密 封。 o型圈规格型号主要有uhso型圈规格，uhpo型圈规格，uno型圈规格，dho型圈 规格，活塞杆o型圈规格，进口硅胶o型圈，耐高压o型圈，耐腐蚀o型圈，耐 磨损o型圈。o型圈应用介绍：孔用yx型o型圈产品用途：用于 往复运动液压油缸中活塞的密封。适用范围：tpu：一般液压缸

阐述了o形橡胶密封圈的用途及模具设计制造、热处理、特大形制品的变形处理、注射模具的应用等问题。

橡胶o形圈的应用非常广泛,该文着重阐述了o形圈在航空航天领域的发展。从理论预测到现代的数值解法,密封圈的接触压力等参数的计算精度逐渐提高。橡胶材料属于高分子材料,有很强的非线性,在高分子领域,橡胶材料模型的描述仍然是个难题;橡胶材料经过一定的工艺加工成o形圈,其机械性能的研究更加复杂。国内外学者用试验、模拟等方法对橡胶o形圈的性能进行了研究,取得了很多成果。