設計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能

本文介紹了一種新的流體壓力滲透分析方法。該功能捕捉了流體被壓入橡膠密封圈和殼體間滲透效果,從而無需直接對流體進行建模。

設計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能的圖1

該Marc仿真功能基于接觸壓力,并考慮了接觸面滲入流體的影響。流體壓力可以逐漸滲透到接觸表面下方,以模擬流體在壓力增加時的效果。

設計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能的圖2

以下示例用于說明該過程。如圖2所示的D形密封圈首先在安裝階段被壓縮,然后施加流體壓力。壓力載荷施加在密封圈的整個邊界上,該邊界表示最終可以施加壓力的區域。在此過程中,壓力在滲透之前不會激活。這意味著它暴露在流體中。定義了一個初始滲透點,以指定流體壓力最初活躍的位置。從起點開始,通過沿邊界注壓直到接觸區域或負載末端來找到濕區。當負載在負載箱中激活時,就會發生這種壓力顯示。然后,隨著負載的增加,當接觸應力低于用戶定義的閾值時,滲透區將在接觸區下方生長。這里有兩個效果。首先,隨著壓力載荷的增加,密封圈會膨脹并增加接觸壓力。其次,壓力載荷在接觸下滲入,降低了接觸壓力。如果第二種效應更大,密封圈就會泄漏。此過程可以用Marc2024.2版本進行實現。

壓力滲透的仿真探測過程:

a) 施加預載荷,壓縮橡膠密封圈;

b) 在初始浸濕表面上施加載荷,暴露于油壓時壓力激活;

c) 在部分滲透區域壓力下降;

d) 增加壓力;

e) 如果接觸壓力小于閾值;

f) 擴大滲透面 繼續迭代,直到滲透表面壓力達到最大面積,無法再繼續滲透。

圖3比較了兩種情況,其中唯一區別密封圈和端蓋接觸面寬度差異性,及密封壓縮量差異。接觸面寬度越大,密封圈端面和端蓋之間的間隙越小,密封效果越好。在第一幅圖中,密封圈中的壓力足夠高,可以防止泄漏,但在第二幅圖中間隙太大。在流體壓力增加過程中,接觸壓力降至閾值以下,密封圈開始泄漏(流體壓力在密封圈的兩側)。

設計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能的圖3

圖3:流體滲透分析結果對比


該案例可以參照Marc2024.2用戶指南實例e134,幫助中對密封壓力泄露有完整案例demo和詳細的操作步驟說明。

設計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能的圖4

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