基于ANSYSWorkbench的O形密封圈有限元分析研究_王刚

《基于ANSYSWorkbench的O形密封圈有限元分析研究_王刚》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第36卷第10期煤矿机械Vol.36No.102015年10月CoalMineMachineryOct.2015doi:10.13436/j.mkjx.201510109基于ANSYSWorkbench的O形密封圈有限元分析研究王刚，张晞，张弋，刘凯（中国矿业大学（北京），北京100083）摘要：采用有限元软件建立了橡胶类O形密封圈轴对称有限元分析模型，对2种不同安装方式下的密封圈应力应变分布进行了分析比较。研究分析了O形密封圈在不同压缩率和不同载荷下的应力应变，通过有限元软件得出了不同压缩率和载荷下的应力应变云图。通过对密封

2、圈不同应力应变云图的对比分析，得出了密封圈与压缩率和载荷之间的密封规律。通过密封结构的有限元分析，对密封件的设计安装具有一定理论参考价值。关键词：液压；密封；O形密封圈；有限元中图分类号：TH136文献标志码：A文章编号：1003－0794（2015）10－0263－03FiniteElementAnalysisforO-ringSealingPerformanceBasedonANSYSWorkbenchWANGGang，ZHANGXi，ZHANGYi，LIUKai（ChinaUniversityofMiningandTec

3、hnology(Beijing),Beijing100083,China）Abstract:ThefiniteelementanalysismodelofrubberO-ringisestablishedbythefiniteelementsoftware.Twodifferentinstallationmodeofstressandstraindistributionofthesealringareanalyzedandcompared.AnalysesthestressandstrainofO-ringunderdiffe

4、rentloadsanddifferentcompressionratios.Thestressandstrainunderdifferentcompressionratiosandloadsarecalculatedbyfiniteelementsoftware.Theregularityofsealbetweencompressionratioandloadisobtainedbytheanalysisandcontrasttodifferentstressandstraincontours.Thesealingstruc

5、turefiniteelementanalysiscandocertaintheoreticalreferencevaluetothedesignandinstallationoftheseals.Keywords:hydraulicpower;seal;O-ring;finiteelementanalysis0引言型分析分为2部分：第1部分中内环固定，外环矩橡胶类材料属于超弹性体，是不可压缩的，是非形块向左侧移动一定距离，用来模拟O形圈装配时线性的。因此，虽然O形密封圈的结构简单，但是由受到的径向压力；第2部分在第1部分的基

6、础上给于橡胶类密封圈密封性能的分析涉及到力学、摩擦O形圈添加一个向上的推力，用来模拟O形圈在承学、材料学、公差配合等多学科的不同方面的知识，受载荷时的变形和受力情况。图1（b）模型分析中，因此，对橡胶类密封圈密封性能的分析存在许多困内环固定，外环矩形块向左侧移动一定距离，O形圈难。经过文献查阅，目前采用ANSYSWorkbench进下方的小矩形块向上移动一定距离，用来模拟密封行密封圈有限元分析的资料少。在煤矿液压支架中，圈组装时受到径向和轴向2个方向的压力。O形密封圈被广泛用于静密封。因此，使用有限元分析方法对O形密封圈进行有

7、限元分析，为掌握液压支架密封的机理、密封结构的有限元分析、密封件的设计制造及使用提供基础规律和数据。1模型的建立0.00010.00020.000（mm）0.00010.00020.000（mm）橡胶类密封结构的边界条件复杂，为了便于进5.00015.0005.00015.000行有限元分析，将模型简化为平面二维图形。O形（a）（b）密封结构有2种安装方式：①零载荷时受到径向压图1O形密封圈有限元分析模型力；②零载荷时受到径向和轴向2个方向的压力。由于不同的组成部分需要进行不同的属性设因此，建立2种模型，对2种情况进行模拟分析

8、，模置，需要将内外环、O形圈和轴向推力块在建模时采型如图1所示。图1（a）模型左侧凹槽矩形块为密封用不同的草图进行设计，便于对各组件进行单独设的内环，中间圆形面为O形密封圈，右侧矩形块为置。内外环和轴向推力块为刚体，属性设置为hard，密封的外环。图1（b）模型在图1（a）基