王东辉 戈嗣诚 王立武 武士轻 陈金宝 陈传志

柔性舱O型密封圈密封性能分析

王东辉1戈嗣诚2王立武2武士轻2陈金宝1陈传志1

（1南京航空航天大学航天学院，南京 210016）（2 北京空间机电研究所，北京 100094）

针对柔性舱为密封舱在太空环境中存在密封可靠性不足问题，文章提出了一种柔性舱O型密封结构，建立了柔性舱密封结构的非线性有限元仿真模型。通过柔性舱O型密封圈的Von Mises应力及最大接触应力来判定柔性舱密封可靠性，探讨柔性舱内气压、预压缩率、压条与舱门法兰间是否添加薄膜等因素对柔性舱密封性能的影响状况。ANSYS仿真分析结果表明：随着预压缩率及柔性舱内压增加，最大接触应力与Von Mises应力增大；当柔性舱密封结构添加薄膜时将增强密封性能,预压缩率为10%且舱内气压在0.1~0.6MPa范围内时可实现自密封，从而保证柔性舱密封性能。

柔性舱密封 O型密封圈 有限元分析 接触应力 航天器机构

0 引言

载人深空探测是扩展人类活动领域及开发利用资源的有效途径，大型空间柔性舱体作为载人深空探测的典型设备，不仅可用于空间站的建设，同时还能为后续月球基地的探测和建设奠定基础[1-2]。为了保证深空探测安全进行，在发射前需对柔性舱密封等结构进行可靠性试验，检验其在太空环境中能否工作正常，而密封技术又是评定柔性舱可靠性关键因素之一[3]。

密封技术对航天器正常工作至关重要，历史上曾发生数起因密封装置失效而造成的航天事故，如1986年美国“挑战者”号[4]，由于右侧推进器O型密封结构设计问题导致密封圈失效，燃气泄漏造成航天飞机爆炸；……