如何設計需要密封的滑動面？ 20

各位，
在工程中我們經常會遇到這樣的問題：有兩個面，一個固定，一個滑動，兩個面都承受載荷，同時需要在兩個面之間設置密封。此時如何定義兩個面所在部分的剛度、如果定義兩個面之間的間隙和如何選擇密封這三個問題對于結構能否正常工作就顯得很重要。

一般而言，作為結構設計者，可以決定的只有前兩個，即兩個面所在部分的剛度和兩個面之間的間隙，第三個選擇密封的問題可以在給出兩個面之間的間隙（含受載前的間隙和受載之后的間隙）提供給密封供應商，由他們來選擇密封。

在使用有限元工具比如ANSYS設計兩個面所在零件時，一般有三種方法（為方便起見，將兩個面所在零件分別命名為A和B）：
1. 分別單獨計算A和B在受載情況下的變形，然后提取變形結果，通過相同位置的變形進行加減來得到受載以后的間隙
這個方法模型比較簡單。但是因為是單獨計算，所以得到受載厚的間隙可能會有負值，即兩個面之間發生了接觸，而結構又要求有相對滑動，這種接觸勢必會影響滑動效果。為了避免兩個面之間的接觸，只有將A和B的剛度設計的很好，以保證受載以后不發生接觸，這樣的后果是成本增加甚至有時候根本無法做到

2. A和B同時包含在模型中，兩者之間設置接觸單元，設置尺寸保證受載以后兩者之間的接觸比壓小于密封能承受的壓力。
這種方法較方法1更接近真實情況，但是由于邊界、網格等因素，結果中接觸單元的比壓極有可能出現峰值，也就不好判斷是否會壓壞密封

3. A和B同時包含在模型中，且模型中還包含密封。
這種方法和真實情況最接近。但是會造成模型很復雜，計算成本增加，甚至難以得到收斂結果。同時，密封的參數對于密封供應商來說屬于商業秘密，不容易得到。

不知道各位對于這個問題有什么看法？如果有哪位做過這個問題的研究，煩請指教一二