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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。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。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。

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。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。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。

從圖中可以清晰地看到橡膠圈在受到壓縮和流體壓力作用下的變形情況。這些結果為我們提供了寶貴的參考信息，有助于我們更好地理解和優化橡膠圈密封的設計。運動和壓縮變形效果局部放大圖展示流體壓力的擠壓效果六、總結與展望 通過ANSYS Workbench的有限元分析，我們成功地對橡膠圈密封進行了精確的模擬和計算。

它們通常使用手工或機械方式壓縮并將其安裝在密封面之間。在安裝后，彈性環將產生一定的壓力，形成一個密封接觸面，以防止介質泄漏。本案例建立了一主密封系統帶彈簧的金屬C形環，為提高仿真效率，對模型進行了簡化，取了模型的一部分進行分析，數值仿真計算得到系統的密封過程，仿真結果如圖所示： 感興趣的朋友，歡迎合作交流！

主要有兩種失效形式：1、塑料件電池包密封蓋受水沖擊發生變形甚至破裂失效；2、電池包密封結構受水沖擊滲水失效。對于上述的失效形式一，基于LSDYNA ALE算法開發了一種電池包涉水沖擊雙向流固耦合仿真方法，可用于評估電池包涉水沖擊場景中水的流動狀態及密封蓋應力狀態；對于上述的失效形式二，引入LSDYNA與STAR CCM+聯合仿真，開發了正向判定電池包密封結構滲水失效的方法。

直播內容：針對電池包密封圈壓縮工況，基于Ls-Dyna進行仿真。在本課程可以學到材料本構選擇、螺栓預緊力動態松弛、密封圈壓縮仿真技術問題解決方案、密封圈壓縮仿真技術路線拓展等內容。直播福利：1、可免費獲取課程案例文件；2、八折購買電池包涉水沖擊仿真系列課程；3、八折購買利用SPH方法進行電池包密封圈壓縮仿真課程。

隔膜泵是集活塞泵和壓力泵堅固耐用等優點，克服活塞泵密封件易磨損等缺點而發展起來的一種理想的往復式泵,它結構簡單，可以高效、可靠地輸送具有化學和機械侵蝕性、濃度各異的流體介質的長距離高揚程的輸送。 隔膜泵工作時，曲柄連桿機構在電動機的驅動下，帶動柱塞作往復運動，柱塞的運動通過液缸內的工作液/氣體而傳到隔膜，使隔膜來回鼓動。

，泄漏量越大，原因在于，隨著密封間隙接觸寬度增大，若承受載荷不變，則接觸部位的接觸壓力將會減小，由于流體壓力的作用，密封間隙高度將會增大，導致泄漏量增大。

在仿真過程中， 設定三個分析步， 第一個分析步施加預緊位移載荷， 第二步施加工作介質壓力，第三個分析步卸載。仿真過程中下法蘭固定不動；第一個分析步，上法蘭向下移動設定位移； 第二個分析步， 即工作工況下，在金屬密封環的密封唇與下法蘭內壁區間區域施加介質壓力；第三個分析步卸載。仿真結果如圖所示： 感興趣的朋友，歡迎合作交流！

二、解決方案 基于Ls-dyna密封圈壓縮仿真通過輸出密封圈壓縮率可以有效識別評估電池包密封結構是否有失效風險。

本期海克斯康直播講堂請到了CAE 結構仿真專家宋金松講師為大家帶來Marc在橡膠密封領域的應用，從理論、材料實驗、本構參數擬合進行系統說明，對橡塑密封材料結構的仿真過程以及橡塑仿真案例進行介紹，并通過簡單的案例操作對橡膠密封常規仿真過程進行演示，趕快報名吧！

當密封件沒有溝槽限制時，可使用圖2左的模型進行仿真分析，當密封圈放置在溝槽時，采用圖2右的模型仿真進行分析。 圖2.有限元模型 密封圈的材料為PTFE，在壓縮過程中存在塑性變形，采用雙線性等向硬化模型來表征材料的力學性能。 圖3.材料本構模型 共設置兩對接觸：（1）蓋板與密封圈之間的接觸；（2）溝槽與密封圈之間的接觸。

三、仿真思路簡述1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預緊過程，基于Ls-dyna的動態松弛關鍵字實現這一過程；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（如發泡材料），需要使用不同的材料本構進行模擬；3）密封圈壓縮仿真會出現密封圈網格畸變導致仿真報錯終止、主從剛度差異較大導致接觸穿透等棘手問題，本人總結了許多操作技巧解決了網格畸變、接觸穿透等問題；

本文就以O形密封圈為例帶你學習橡膠制品仿真分析：1、模型描述：如圖1所示，簡易的管道連接示意圖，右圖為左圖的刨面圖。這樣我們可以清晰的到藍色部分為壓頭，金屬材質；灰色部分為密封槽，金屬材質；綠色部分為O形密封圈，橡膠材質。

本案例仿真了密封圈接觸變形及變形回復過程，模擬結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202110/97c5e68e339e4619bcba887dc372e416.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p>感興趣的朋友可以下載模型，也可以加我，歡迎交流</p><p><br></p>

因此，塔塔汽車公司決定使用Marc軟件來克服橡膠密封仿真的問題。Marc有助于預測車門開啟和關閉工況的車門密封件的性能。基于上述仿真的置信度，進行了進一步的研究，以評估密封件其他參數的靈敏度，例如：密封件厚度、球部直徑、接觸表面之間的間隙和材料特性。接下來，在仿真中捕捉密封的裝配順序。

密封結構為環形軸對稱，蓋板將黑色橡膠圈壓向底部的帶槽基座上，靠橡膠變形回彈與上蓋板和下基座之間的接觸壓力（密封應力）來阻止流體穿過密封界面。蓋板和基座材質都是結構鋼，彈性模量為210000MPa，泊松比為0.3；橡膠圈材質為邵氏硬度75度的EPDM橡膠。本文采用單位制為mm，N，t，s，MPa。

密封件的對標：燃氣輪機常用的Vermes Seal密封件的泄露量計算，在NASA上千次的實驗數據得到驗證。