深海高压环境下O形密封圈密封性能分析
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  • 英文篇名:Sealing performance analysis of O-ring seals in deep sea and high pressure environment
  • 作者:樊智敏 ; 李龙 ; 王启林
  • 英文作者:FAN Zhi-min;LI Long;WANG Qi-lin;College of Mechanical and Electrical Engineering,Qingdao University of Science and Technology;
  • 关键词:密封壳体 ; O形密封圈 ; 非线性有限元 ; 接触应力
  • 英文关键词:sealed shell;;O-ring seals;;nonlinear finite element;;contact pressure
  • 中文刊名:JDGC
  • 英文刊名:Journal of Mechanical & Electrical Engineering
  • 机构:青岛科技大学机电工程学院;
  • 出版日期:2019-02-19 09:37
  • 出版单位:机电工程
  • 年:2019
  • 期:v.36;No.288
  • 基金:山东省自然科学基金资助项目(ZR2018MEE014)
  • 语种:中文;
  • 页:JDGC201902004
  • 页数:5
  • CN:02
  • ISSN:33-1088/TH
  • 分类号:29-33
摘要
针对深海高压环境密封壳体用O形密封圈研究不足问题,对O形密封圈在不同压缩率、不同硬度、高介质压力下接触应力大小及应力分布情况等方面进行了研究。对判断O形密封圈失效的方法进行了归纳,提出了基于失效准则判断O形密封圈在深海中所能承受最大压力的方法,利用非线性有限元分析方法进行了分析及预测。研究结果表明:压缩率及材料硬度对O形密封圈的密封能力有重要影响,介质压力的变化会引起O形密封圈内部应力分布的变化;材料硬度为90HA的丁腈橡胶O形密封圈在压缩率为21%的工况中,可以满足5 000 m水深的密封要求。
        Aiming at insufficient research on O-ring seals for sealed shell in deep sea and high pressure environment,the contact stress and stress distribution of O-ring seals under different compression ratio,different hardness and high medium pressure were studied. The method of judging the failure of the O-ring seals was summarized. A method based on failure criteria to determine the maximum pressure of O-ring seals in deep sea was proposed. Nonlinear finite element analysis methods were used for analysis and prediction. The results indicate that the compression rate and material hardness has an important influence on the sealing ability of the O-ring seals. The change of medium pressure can cause the change of internal stress distribution in the O-ring seals. Nitrile rubber O-ring with material hardness of 90 HA can meet the sealing requirement of 5000 meters water depth under 21% compression condition.
引文
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