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橡膠密封墊失效原因分析圖2為某發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)過程中，缸蓋罩橡膠密封墊容易出現(xiàn)壓破碎問題。針對(duì)此現(xiàn)象，通過有限元分析該橡膠密封墊失效原因。2.1 建立有限元模型將橡膠密封墊簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變問題，圖3為缸蓋罩、橡膠密封墊和缸蓋的截面處幾何模型，有兩種截面形式。壓縮方向截面詳細(xì)尺寸見表1，可得橡膠密封墊壓縮距離為2.2-3mm。

目前市面上的電池包中，主要有三大類密封圈。分別是橡膠類密封圈（材質(zhì)主要為EPDM、SBR）、膠黏劑類（材質(zhì)主要為有機(jī)硅體系）、泡棉膠帶類（材質(zhì)主要為發(fā)泡硅橡膠、聚氨酯等）。

這種設(shè)計(jì)在很多工業(yè)設(shè)備中都能看到，其密封性能直接關(guān)系到設(shè)備的正常運(yùn)行。二、壓縮與加載 在模擬的初始階段，右側(cè)的剛性體會(huì)上移到指定位置，對(duì)橡膠圈進(jìn)行壓縮。這一步是為了模擬實(shí)際安裝過程中橡膠圈的變形情況，確保其能夠適應(yīng)密封槽的形狀。 結(jié)果如圖所示 接下來，我們?cè)?em>橡膠圈的凹槽部分加載流體壓力。

三、仿真思路簡(jiǎn)述1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預(yù)緊過程，基于Ls-dyna的動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)這一過程；圖1 創(chuàng)建螺栓截面關(guān)鍵字圖2 施加螺栓預(yù)緊力關(guān)鍵字圖3 動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字2）密封圈類型分兩種，一種是完全不可壓縮材料（如硅橡膠），另一種完全可壓縮材料（如發(fā)泡材料），需要使用不同的材料本構(gòu)進(jìn)行模擬；圖4 完全不可壓縮材料本構(gòu)MATL27

根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為 中低壓靜密封 和 高壓靜密封 ，中低壓靜密封常用材質(zhì)較軟、墊片較寬的墊密封，高壓靜密封則用材料較硬，接觸寬度很窄的金屬墊片。 動(dòng)密封是指機(jī)器（或設(shè)備）中 相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的密封 ，可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型。按密封件與其作用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件是否接觸，可以分為 接觸式密封和非接觸式密封 。

橡膠密封墊的密封性常用表面接觸應(yīng)力大小來表示，其力學(xué)行為常用超彈性本構(gòu)模型來描述，同時(shí)橡膠具有黏彈性特性，在長(zhǎng)期受壓狀態(tài)下，會(huì)出現(xiàn)力學(xué)松弛現(xiàn)象。

問題描述 在此分析中考慮了半對(duì)稱橡膠護(hù)套密封。定義了三個(gè)接觸對(duì)。一種是橡膠套與圓柱軸之間的剛?cè)峤佑|，其余兩種是橡膠護(hù)套內(nèi)外表面的自接觸副。 該問題通過三個(gè)加載步驟得到解決： 1. 圓柱和橡膠護(hù)套間的初始接觸 2. 圓柱的垂直位移(橡膠護(hù)套內(nèi)軸向壓縮) 3. 圓柱的轉(zhuǎn)動(dòng)(橡膠護(hù)套彎曲) 3.1.

1背景及意義橡膠密封圈廣泛應(yīng)用于密封結(jié)構(gòu)中，諸如金屬管道連接處的密封、混凝土框架橫梁之間的潤(rùn)滑密封等。橡膠圈的材料選取、形狀的設(shè)計(jì)及受力大小對(duì)其密封性能有很大的影響，然而在實(shí)際壓縮試驗(yàn)過程中很難觀測(cè)到其受力變形的瞬態(tài)大變形行為。通過ABAQUS有限元分析可以得到橡膠圈的受力變形過程，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及優(yōu)化具有較大的幫助，也有利于縮短研發(fā)周期，降低經(jīng)濟(jì)成本。

側(cè)門玻璃/門內(nèi)板定義為剛體 （無框門采用夾層強(qiáng)化玻璃，剛度較大），橡膠材料定義為變形體，將門框密封條安裝面垂直方向位移固定，玻璃沿壓縮方向移動(dòng)，位移距離為初始壓縮量設(shè)計(jì)值D=4.8 mm。

2.3 壓縮性能 壓縮性能 橡膠密封件通常處于受壓縮狀態(tài)。由于橡膠的粘彈性，橡膠受壓縮后，壓縮應(yīng)力會(huì)隨時(shí)間而減小，表現(xiàn)為壓縮應(yīng)力松弛；除去壓力后，不能恢復(fù)原來的外形，表現(xiàn)為壓縮永久變形。在高溫油介質(zhì)中，這些現(xiàn)象更為顯著。它們會(huì)影響密封件的密封性能，是密封件用膠料的重要性能之一。 2.4 低溫性能 低溫性能 通常采用以下三種方法表示橡膠的耐低溫性能。

(a)(b)圖5 垂直位移結(jié)果（a）橫向位移結(jié)果（b）Fig.5 Vertical displacement result (a) and horizontal displacement result（b）如圖5所示的變形情況可以看出：縱向變形，USM系列軌道橡膠減振墊上端壓縮程度大下端壓縮程度小；在壓縮的過程中，橫向存在向外膨脹的趨勢(shì)，橫向變形程度不一致，在USM系列軌道橡膠減振墊下部橫向膨脹最為明顯

密封裝置設(shè)計(jì)加工時(shí)，若使O形圈壓縮量過小，就會(huì)引起泄漏；壓縮量過大則會(huì)導(dǎo)致O形密封圈橡膠應(yīng)力松弛而引起泄漏。同樣，O形圈工作中拉伸過度，也會(huì)加速老化而引起泄漏。世界各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此都有較嚴(yán)格的規(guī)定。

一般認(rèn)為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實(shí)導(dǎo)致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內(nèi)有雜質(zhì)，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件間有間隙，軸頭螺紋過長(zhǎng)等都會(huì)導(dǎo)致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會(huì)導(dǎo)致軸間墊過早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運(yùn)轉(zhuǎn)中鎖母會(huì)自動(dòng)適時(shí)鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。誤區(qū)五：新的比舊的好？！

三、仿真思路簡(jiǎn)述1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預(yù)緊過程，基于Ls-dyna的動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)這一過程；2）密封圈類型分兩種，一種是完全不可壓縮材料（如硅橡膠），另一種完全可壓縮材料（如發(fā)泡材料），需要使用不同的材料本構(gòu)進(jìn)行模擬；3）密封圈壓縮仿真會(huì)出現(xiàn)密封圈網(wǎng)格畸變導(dǎo)致仿真報(bào)錯(cuò)終止、主從剛度差異較大導(dǎo)致接觸穿透等棘手問題，本人總結(jié)了許多操作技巧解決了網(wǎng)格畸變、接觸穿透等問題；

如果泄漏閥門的填料外壁形狀復(fù)雜或修整條件不允許時(shí)，可在輔助夾具底部墊一塊石棉橡膠板或橡膠板，擰緊夾具螺栓，使墊在下面的橡膠板能很好地堵塞貼合面縫隙。輔助夾具上應(yīng)有一個(gè)與注劑旋塞閥相配的螺紋貼塊，接下來同壁厚的填料函操作一致，整個(gè)密封作業(yè)完成后，不要立刻開關(guān)閥門，等密封注劑固化后，才可投入正常使用。

研究?jī)?nèi)容： PTFE密封圈盡管容易蠕變和老化，但由于其自身良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及耐高低溫性能，廣泛應(yīng)用于各大行業(yè)的密封場(chǎng)合，圖1顯示了密封圈壓縮-卸載過程中的密封特性。與橡膠等超彈性材料不同，PTFE密封圈在壓縮過程會(huì)產(chǎn)生塑性變形，卸載后不能完全恢復(fù)到初始狀態(tài)。B 點(diǎn)是壓縮階段 A-B-C 中達(dá)到密封介質(zhì)壓力所需接觸應(yīng)力的最小值，C點(diǎn)處矩形圈達(dá)到最佳密封性能。

如果泄漏閥門的填料外壁形狀復(fù)雜或修整條件不允許時(shí)，可在輔助夾具底部墊一塊石棉橡膠板或橡膠板，擰緊夾具螺栓，使墊在下面的橡膠板能很好地堵塞貼合面縫隙。輔助夾具上應(yīng)有一個(gè)與注劑旋塞閥相配的螺紋貼塊，接下來同壁厚的填料函操作一致，整個(gè)密封作業(yè)完成后，不要立刻開關(guān)閥門，等密封注劑固化后，才可投入正常使用。

機(jī)械密封件介紹 機(jī)械密封件屬于精密、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的機(jī)械基礎(chǔ)元件之一，是各種泵類、反應(yīng)合成釜、透平壓縮機(jī)、潛水電機(jī)等設(shè)備的關(guān)鍵部件。其密封性能和使用壽命取決于許多因素，如選型、機(jī)器的精度、正確的安裝使用等。