往复运动密封装置中O形橡胶密封圈的滑动摩擦力有限元分析
2021-07-21富绪光陈江弥罗震宇
橡胶工业 2021年5期
富绪光,陈江弥,罗震宇
[新乡航空工业(集团)有限公司 上海分公司,上海 201201]
橡胶为高弹性聚合物材料,室温下具有高弹特性,在很小外力下就能发生很大形变,橡胶的应力-应变关系可通过应变能密度函数来表示[1-4]。由于橡胶的综合性能好,被广泛用于车辆和机械设备的静、动态密封中。航空自封阀的轴向润滑油密封常采用弹簧加载的端面密封装置,该密封装置设计时存在O形橡胶密封圈滑动摩擦力数值模糊的问题,导致弹簧力匹配不准确,因此准确计算O形橡胶密封圈的滑动摩擦力至关重要。为研究往复运动中O形橡胶密封圈的滑动摩擦力,首先要研究其接触面的接触压力。P.B.LINDLEY等[5-6]基于试验结果推导出一套理论公式,该公式适用于O形橡胶密封圈在小压缩率下的法向载荷计算。近森德重[7]通过对试验数据拟合,也提出了O形橡胶密封圈法向载荷的计算公式。陈国定等[8-9]借助有限元分析软件对O形橡胶密封圈的压缩进行了分析,但重点都在应力场,没有考虑温度的影响。邓向彬等[10]对O形橡胶密封圈的最大接触压力、硬度和压缩率之间的关系进行了研究。徐鹏飞等[11]比较了某压缩率下O形橡胶密封圈滑动摩擦力的3种理论公式与有限元仿真分析的结果,但未考虑其他压缩率下滑动摩擦力变化趋势。孔亚彬等[12-14]借助有限元分析方法对O形橡胶密封圈的摩擦特性进行了探索,得到了一些结论,但不够全面。
本研究借助有限元分析软件Abaqus[15-17],以……
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