陆云江， 黄 乐2， 代昌浩

(1.苏州工业园区职业技术学院， 江苏苏州 215123； 2.广州机械科学研究院有限公司，广东广州 510535)

引言

O形圈从1939年首次成为专利至今已有80年的历史，由于其结构简单，密封性能好，安装简便，且成本低廉，使其成为一种典型的动、静密封结构，被广泛应用于液压、气动密封系统中[1-4]。

随着计算机仿真技术的发展，已有很多学者借助仿真工具开展了O形圈密封性能的仿真研究[5]，如欧阳小平等[6]通过ANSYS软件从材料失效的角度研究了压缩率对O形圈疲劳寿命的影响；黄国冠[7]借助ANSYS软件研究了氟塑料包覆硅橡胶O形圈性能；张毅等[8]利用ANSYS软件分析了深海液压动力源O形圈密封性能；赵斌等[9]利用ANSYS软件研究了磁性橡胶O形圈的密封特性；王伟等[10]借助Marc软件分析了O形圈接触变形及应力分布规律。但这些研究主要还是以O形圈的接触压力和内部应力为主，很少有学者开展O形圈的抗挤出性能仿真研究，这是由于挤出仿真非常容易造成网格畸形，使得计算无法收敛，得不到计算结果。O形圈挤出是指O形圈由于介质压力较大被挤入沟槽间隙的现象，挤出会造成O形圈“咬边”，使密封系统发生泄漏，影响使用寿命，Marc软件的自适应网格重划分技术的出现可以较好的解决收敛问题，为抗挤出性能的有限元分析提供可能。

本研究通过非线性有限元分析软件Marc 建立了O形圈二维轴对称模型，借助其自适应网格重划分技术开展O形圈抗挤出性能分析，研究材料硬度、介质压力、沟槽间隙、初始压缩率、截面直径对其挤出长度的影响规律，并拟合经验公式，以期为O形圈的设计选型提供参考。……