航空橡胶密封件力学与密封性能检测技术*
2017-05-14
航空制造技术 2017年22期
(清华大学航天航空学院,北京 100084)
橡胶密封材料对于保证航空、航天、航海、汽车、石油、水利等工程结构密封性设计要求具有重要的作用,其主要通过与被密封表面接触和挤压产生变形来实现密封效果[1-3]。由于橡胶是高分子聚合物,具有超弹性特性,在挤压力的作用下会发生较大变形。另外,对于表面包附着纤维织物的橡胶密封材料,虽然可以减小橡胶摩擦系数、降低磨损、防止橡胶粘连金属,但也使得密封件与被接触表面之间的接触与摩擦问题变得更加复杂[4-7]。
由于接触界面的不可达性及隐蔽,其本身难以观察与测量,判定接触界面是否泄漏以及定量确定泄漏率大小是一项十分复杂的工作。目前,国内外很多橡胶密封研究采用理论或有限元方法分析接触界面接触应力,用接触应力大小与气体内外压差来判定是否泄漏[4],并以此作为设计指标。
本文主要介绍航空橡胶密封件的界面接触应力、损伤及泄漏率、接触变形的无损检测技术及特点,对于织物橡胶密封件的优化设计、性能评估、寿命预测具有重要的研究价值。
1 橡胶密封件泄漏压差测量方法
为了满足大型客机大间隙、大尺度及小载荷的密封要求,织物密封材料通常以管状或异形结构的形式使用,从而获得较小的载荷作用,产生较大变形,填补结构件之间的间隙,并起到良好的密封效果。
图1是一种典型的大型飞机舱门织物橡胶密封件,其横截面大体呈心形[4]。密封件主体为硅橡胶,外侧复合有聚酯纤维织物布,中间夹杂着聚酯纤维网眼布。……
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