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在工業(yè)生產(chǎn)中，密封件的作用舉足輕重，尤其是在需要承受流體壓力的場(chǎng)合。今天，我們就來(lái)一起探討一下如何利用ANSYS Workbench這一強(qiáng)大的有限元分析軟件，對(duì)典型的橡膠圈密封進(jìn)行精確計(jì)算和分析。一、模型介紹 我們構(gòu)建的模型是一個(gè)圓柱形的軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，通過(guò)取其截面進(jìn)行模擬分析。這個(gè)模型由三部分組成：左側(cè)是固體部分，中間是橡膠圈，右側(cè)是剛性體。

在仿真過(guò)程中， 設(shè)定三個(gè)分析步， 第一個(gè)分析步施加預(yù)緊位移載荷， 第二步施加工作介質(zhì)壓力，第三個(gè)分析步卸載。仿真過(guò)程中下法蘭固定不動(dòng)；第一個(gè)分析步，上法蘭向下移動(dòng)設(shè)定位移； 第二個(gè)分析步， 即工作工況下，在金屬密封環(huán)的密封唇與下法蘭內(nèi)壁區(qū)間區(qū)域施加介質(zhì)壓力；第三個(gè)分析步卸載。仿真結(jié)果如圖所示： 感興趣的朋友，歡迎合作交流！

會(huì)議主題：航空領(lǐng)域仿真分析--復(fù)合材料強(qiáng)度與損傷容限分析、熱分析、橡膠密封分析會(huì)議時(shí)間：2022/06/07，13:30-16:30關(guān)鍵詞：航空航天，仿真分析，復(fù)合材料，強(qiáng)度與損傷分析、熱分析、橡膠密封活動(dòng)摘要：航空航天工業(yè)是Abaqus最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，波音、空中客車、洛克希德-馬丁等長(zhǎng)期合作的用戶。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)橡膠密封圈的三維模型處理2、學(xué)習(xí)橡膠密封圈非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置3、學(xué)習(xí)非線性靜力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)橡膠密封圈非線性靜力學(xué)分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

本文就以O(shè)形密封圈為例帶你學(xué)習(xí)橡膠制品仿真分析：1、模型描述：如圖1所示，簡(jiǎn)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(lán)色部分為壓頭，金屬材質(zhì)；灰色部分為密封槽，金屬材質(zhì)；綠色部分為O形密封圈，橡膠材質(zhì)。

橡膠護(hù)套密封的非線性分析 1.1. 介紹 橡膠護(hù)套密封在許多工業(yè)應(yīng)用中用于保護(hù)兩個(gè)閥體之間的柔性接頭。在汽車工業(yè)中，橡膠護(hù)套密封覆蓋在驅(qū)動(dòng)軸上的恒速接頭，以保護(hù)它們免受外部元素(灰塵、濕度、泥漿等)的影響。這些橡膠護(hù)套的設(shè)計(jì)用于調(diào)整關(guān)節(jié)的最大可能擺動(dòng)角度，并補(bǔ)償軸長(zhǎng)度的變化。

案例介紹了使用ABAQUS進(jìn)行密封過(guò)盈配合分析。本案例提供了分析相關(guān)的分析文件。

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(guò)程中很難觀測(cè)到其受力變形的瞬態(tài)大變形行為。通過(guò)ABAQUS有限元分析可以得到橡膠圈的受力變形過(guò)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。

案例介紹了ANSYS workbench 橡膠密封圈接觸分析。本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。 ?

當(dāng)密封件沒(méi)有溝槽限制時(shí)，可使用圖2左的模型進(jìn)行仿真分析，當(dāng)密封圈放置在溝槽時(shí)，采用圖2右的模型仿真進(jìn)行分析。 圖2.有限元模型 密封圈的材料為PTFE，在壓縮過(guò)程中存在塑性變形，采用雙線性等向硬化模型來(lái)表征材料的力學(xué)性能。 圖3.材料本構(gòu)模型 共設(shè)置兩對(duì)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。

4 結(jié) 語(yǔ) 本文結(jié)合汽車不同區(qū)域的防水要求，著重從零部件選型和線束布置兩方面分析了其對(duì)線束水密性的影響，并在此基礎(chǔ)上提出了線束防水的措施，以及防水性能的驗(yàn)證試驗(yàn)，為今后汽車線束在防水性能方面的提升提供了參考方向。

概述O型圈在密封應(yīng)用中得到了廣泛使用。本模型采用軸對(duì)稱方法對(duì)O型圈的密封過(guò)程進(jìn)行模擬。目標(biāo)探究超彈性材料的特性加深對(duì)大型非線性變形的理解了解軸對(duì)稱建模的工作原理步驟1、在Ansys Workbench中創(chuàng)建一個(gè)靜力結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)。2、定義超彈性材料。3、導(dǎo)入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進(jìn)行，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)得到三維結(jié)果。

3.2優(yōu)化方案的分析與評(píng)估針對(duì)優(yōu)化方案，需要同時(shí)評(píng)估橡膠密封墊的密封能力和橡膠是否失效。因此，綜合橡膠密封墊最大/最小壓縮距離和橡膠最大/最小硬度，共計(jì)四種組合進(jìn)行有限元分析，分析方法不變。優(yōu)化方案的密封壓力結(jié)果見(jiàn)圖8。對(duì)于兩種截面，在四種組合情況下，橡膠密封墊與缸蓋罩、缸蓋的接觸壓力均大于1Mpa。在無(wú)介質(zhì)壓力的情況下，能保證很好的密封效果。

密封結(jié)構(gòu)為環(huán)形軸對(duì)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(yīng)力）來(lái)阻止流體穿過(guò)密封界面。蓋板和基座材質(zhì)都是結(jié)構(gòu)鋼，彈性模量為210000MPa，泊松比為0.3；橡膠圈材質(zhì)為邵氏硬度75度的EPDM橡膠。本文采用單位制為mm，N，t，s，MPa。