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1、2006年4月润滑与密封Apr12006第4期(总第176期)LUBRICATIONENGINEERINGNo14(serialNo1176)O形橡胶密封圈应力与接触压力的有限元分析1112周志鸿张康雷李静许同乐(11北京科技大学北京100083;21山东理工大学机械学院山东淄博255049)摘要:利用大型有限元软件ANSYS对O形橡胶密封圈在不同压缩率和油压下的变形与受力情况进行了分析研究,得出了相应情况下范·米塞斯(VonMises)应力分布及接触压力与最大接触压力的变化关系。结果表明:随着油压的增加,范·
2、米塞斯(VonMises)应力相应增加,且应力峰区也相应改变,说明O形圈可能出现裂纹的位置是随着油压而变化的;O形橡胶密封圈与轴之间的最大接触压力随着压缩率、油压的增加而增加,在不同油压作用下,最大接触压力始终大于油压,满足O形圈的密封条件。关键词:O形橡胶密封圈;应力;接触压力;有限元分析中图分类号:TB42文献标识码:A文章编号:0254-0150(2006)4-086-4FiniteElementAnalysisofStressandContactPressureontheRubberSealingO2r
3、ing1112ZhouZhihongZhangKangleiLiJingXuTongle(1.BeijingUniversityofScienceandTechnology,Beijing100083,China;21ShandongUniversityofScienceandTechnology,ZiboShandong255049,China)Abstract:DeformationandLoadoftherubbersealingO2ringindifferentcompressingrateanddif
4、ferentoilpressurewereanalyzedbyusingfiniteelementanalysissoftwareANSYS,thedistributionnephogramofVonMisesstressandthechangeofcontactpressureandthemaximalcontactpressurewereobtained.Resultsshowthatwiththeincreaseofoilpres2sure,VonMisesstressincreasescorrespon
5、dingly.ThechangesofVonMisesstresspeakdistrictindicatethatthepositionofthecrackpossibleproducedon.ThemaximalpressurebetweentherubbersealingO2ringandtheshaftincreaseswiththeincreaseofcompressingrateandoilpressure.Underdifferentoilpressure,themaximalcontactpres
6、sureisalwaysgreaterthantheoilpressure,whichmeetstheneedofO2ringsealing.Keywords:rubbersealingO2ring;stress;contactpressure;finiteelementanalysisO形橡胶密封圈具有结构紧凑、制造简单、拆装求出了O形圈与轴、孔之间的具体接触压力,并绘方便、成本低廉等特点,是一种适应性很强的密封制了几种不同型号的O形圈在无油压时压缩率和最[3]件,在一般使用条件下,具有良好的尺寸稳定性和长大
7、接触压力的变化关系曲线。穆志韬、刑耀国利用时间保持弹性的能力,主要应用于径向和轴向的静密ANSYS软件对O形圈进行了分析,得出了不同压缩封,以及速度和压力较小情况下的动密封。率情况下,油压分别为0,5,7MPa时,O形圈和密国内研究者采用不同的方法对O形圈进行了有封槽接触界面上的接触压力(正应力)的分布。限元力学分析,得出了不同条件下的应力分布情况。但是在现有的文献中,研究者只分析了O形圈[1]在低油压陈国定利用大型有限元软件MARC/Mentat320,对(F7MPa)作用下的变形与受力情况,而O形圈安装状态
8、和油压为618MPa情况下的力学性能在现代液压机械中,一般油压都在15MPa以上。在进行了分析,求得了轴和密封接触面上的接触压力分高压下,由于橡胶大变形的复杂非线性和接触问题的布。左正兴采用ANSYS软件对橡胶圈进行了研究,存在,有限元软件计算很难实现收敛,因而很难得到得出了无油压和015MPa油压下下O形圈的变形图,正确的结果。本文作者对中高压情况下O形圈的变形与受力情况进行了初步分
