分析液压伺服作动器密封圈的有限元

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1、2010年9月润滑与密封Sep．2010第35卷第9期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．35No．9DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．09．007液压伺服作动器密封圈的有限元分析钟柱陈军程靳王兴贵刘兵(1．哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001；2．哈尔滨工业大学(威海)山东威海264200)摘要：为建立合理的飞机飞控系统液压作动器的虚拟样机，必须对其关键部件密封圈的受力状况进行计算分析。借助大型非线性有限元分析软件ANSYS建立密封圈的二维轴对称有限元模型，对液压伺服作动器的O形橡胶密封圈进行有限元分析，得

2、出密封圈的初始截面压缩量及周向拉伸量对O形圈密封性能的综合影响规律。结果表明：增加压缩量可以提高O形圈的密封性，同时也使其容易出现裂纹；当压缩量较小时，拉伸量对O形圈的密封性能影响较大；容易出现裂纹的位置主要随油压的大小而变化。关键词：O形橡胶密封圈；非线性有限元分析；密封性能；截面压缩量；周向拉伸量中图分类号：TB42文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)9—031—5FiniteElementAnalysisoftheSealStructureforServoActuatorZhongZhuChenJunChengJinWangXinggu

3、iLiuBing(1．HarbinInstituteofTechnology，HarbinHeilongjiang150001，China；2．HarbinInstituteofTechnologyatWeihai，WeihaiShandong264200，China)Abstract：Inordertoestablishareasonablevirtualprototypeforthehydraulicactuatorsofaircraftflightcontrolsystem，thestressstateofthekeycomponents，theseal

4、ingringmustbecalculated．WiththehelpofcommercialnonlinearfiniteelementanalysissoftwareofANSYS，thetwo-dimensionalaxisymmetricmodelofrubbersealingO．ringofhydraulicservoactuatorwassetup，thefiniteelementanalysiswascarriedout，andtherulefortheinitialcross—sectioncompressionandcircumferenti

5、altensionontheeffectofcomprehensiveperformanceofthesealingO—ringwasobtained．TheresultsindicatethatincreasingthecompressionofO—ringcanimprovethesealingperformance，simultaneously，canmakeitpronetocrack；whenthecompressionissmall，thetensilecapacityhasgreatimpactontheO—ring；thelocationoft

6、hecrackvarieswiththeoilpressure。Keywords：rubbe／sealingO—ring；nonlinearfiniteelementanalysis；sealperformance；cross—sectioncompression；cir—eumferentialten~oa为了建立飞机飞控系统液压作动器的虚拟样机，分析存在很大困难。目前，大多数0形圈的选用及其对其进行动力学与定寿问题的研究，首先必须对作动密封装置的设计主要还是依赖一些经验数据和定性原器的关键部件密封装置进行研究，尤其要对密封装置则。但随着计算机性能的提高和有

7、限元计算方法及其的核心零件密封圈在安装和使用中的形状及应力分布软件的发展，借助计算机有限元分析软件对0形圈在状况的变化规律进行计算，得出较为理性的分析数安装和使用中的力学性能进行分析研究成为可能。据。这样对建立合理的作动器虚拟样机模型并得到有目前对0形圈进行分析的文献，大多数都只是实用价值的分析结果有着重要意义。对0形圈在安装过程中截面压缩量对其密封性能的密封件是影响液压作动器可靠性及使用寿命的一影响进行分析，均没有考虑拉伸量的影响。0形个重要部件，常采用O形橡胶密封圈。O形圈也是液圈在安装完成后，其内侧在周向一般都会有一定的拉压、气动系统中使用最广泛的一种密

8、封件。由于对橡伸量，这一因素在进行密封