目的通過有限元分析,實現(xiàn)T型密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。方法利用ABAQUS建立液壓系統(tǒng)用T型槽密封結(jié)構(gòu)的二維軸對稱模型,分析計算密封結(jié)構(gòu)中過渡圓角、槽寬、傾斜角度等對密封圈應力分布、接觸應力的影響,通過設(shè)計密封圈老化壽命試驗,驗證分析結(jié)論。結(jié)果隨著過渡圓角(R0.5～R2)的增大、傾斜角度(10°～3°)的減小,密封圈的局部應力最大值和接觸應力均減小。隨著槽寬(10～18mm)的增加,密封圈的局部應力最大值逐漸增加,接觸應力逐漸減小。分析用密封結(jié)構(gòu)的接觸應力均大于密封介質(zhì)壓力0.7 MPa。最終通過試驗證實了分析用密封結(jié)構(gòu)均滿足密封性能,且不合理的設(shè)計會降低密封圈壽命。結(jié)論在密封介質(zhì)壓力較小的情況下,建議選用較大的過渡圓角(推薦值為R2),較小的傾斜角度(推薦值為5°～6°)及槽寬(推薦值為密封圈截面直徑的1.2～1.5倍)。
【部分圖文】：

T型槽結(jié)構(gòu)

為了精確模擬密封圈工作狀態(tài)下的應力狀態(tài)，準確地輸入材料特性是有限元分析的關(guān)鍵。文中O型密封圈選取真實產(chǎn)品，硬度為IRHD70（國際橡膠硬度等級），抗剪切強度近似為8.1 MPa。具體的試驗設(shè)備及試驗數(shù)據(jù)如圖2所示。密封法蘭的材料為鋁合金，彈性模量為7×104 MPa，泊松比為0.3，密度為2700 kg/m3。1.3 邊界條件及載荷設(shè)置

為了模擬密封圈實際工作狀態(tài)，將殼體底面固定，并對法蘭施加垂直向下的位移載荷，直至法蘭面與殼體表面壓緊。具體設(shè)置如圖3所示。約束殼體后，在法蘭上端面施加位移載荷2.2 mm，使得法蘭壓緊橡膠圈。設(shè)定螺栓擰緊力矩為110 N·m，即設(shè)定預緊力為27.8 N。施加的環(huán)境載荷：環(huán)境溫度為25℃，環(huán)境壓強為0.1 MPa，介質(zhì)壓強為0.7 MPa，法蘭溫度為45℃。1.4 接觸設(shè)置及有限元模型建立
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