基于ANSYS Workbench的O形橡胶密封圈有限元分析

为了研究O形橡胶密封圈(以下简称O形圈)的压缩率与接触压强的关系,首先通过ANSYS Workbench有限元分析软件对装置结构进行必要的模型简化,其次进行关键的边界条件设置及载荷的施加等操作,最后完成非线性静态有限元分析。采用后处理分析技术,得到该装置结构的变形量及von Mises应力分布图。结合实际工况,分析螺栓预紧力、O形圈压缩率及接触压强之间的关系,保证介质(含压气体或液体)密封的接触压强满足工况需求,确保介质密封的有效性和可靠性。

表面粗糙度对橡塑O形圈往复密封性能的影响

建立三维确定性混合润滑数值仿真模型,该模型采用统一Reynolds方程系统法,耦合了固体力学分析、流体力学分析和接触力学分析;生成非高斯粗糙表面,基于混合润滑模型研究表面粗糙度、自相关长度比值和纹理方向对橡塑O形圈往复密封摩擦力、泄漏率、平均膜厚和接触面积比等密封性能的影响规律。研究表明:低速时随着表面粗糙度的增大,润滑区接触面积比增大,引起摩擦因数增大,平均膜厚先增大后减小,临界接触面积比约为40%;在混合润滑状态时,对于横向纹理粗糙表面,存在合适的自相关长度比值使得密封的摩擦因数和接触面积比最低;当纹理方向θ=π/10时,摩擦因数最小。

一种航天器运动机构O形轴向动密封摩擦阻力研究

针对航天器一种常用的多道冗余O形轴向动密封摩擦阻力偏大的问题,对密封圈压缩率、金属配副表面摩擦因数、装配状态等因素进行仿真和试验研究。通过试验获得密封圈压缩率与摩擦阻力的关系;建立密封圈橡胶材料与轴孔摩擦仿真模型,通过分析获得O形密封圈与不同金属副动摩擦因数可能存在关系,并通过轴孔模拟试验验证仿真结果。通过密封圈磨损部位及应力分析,探究密封圈磨损原因。结果表明:摩擦阻力随密封圈压缩率的增大呈非线性增大趋势,且压缩率越大,摩擦阻力增幅越明显,因此降低密封圈压缩率可有效降低摩擦阻力;影响密封结构摩擦阻力的关键因素在于轴与密封圈之间的摩擦因数,通过在轴表面涂覆润滑膜层,可有效降低主轴摩擦因数,从而降低摩擦阻力。

专一选择性反应策略合成2′-O-甲基腺嘌呤核苷

2′-O-烷基核糖核苷由于其在赋予寡核苷酸高度的目标特异性、代谢稳定性以及优良的药代动力学和药效动力学特征上所展现的重要作用,成为了反义药物研究领域的热点,尤其是2′-O-甲基腺嘌呤核苷,作为第二代反义寡核苷酸的关键原料药,其的高效合成研究具有重要意义。现有合成方法存在的成本高和选择性不足等问题,本文基于专一选择性反应思路设计了一条新的合成路线,即以腺嘌呤核苷为起始物,经过缩醛化实现2′-和3′-位羟基选择性地保护、环状缩醛保护基可控区域选择性还原开环、2′-位羟基选择性甲基化及氢化脱苄反应,成功实现了2′-O-甲基腺嘌呤核苷的高效合成,单程总产率为36.7%。此策略不仅每一步反应表现出高选择性以及温和的反应条件,而且使用的试剂更加廉价易得,合成步骤也相对简短,为核苷类化合物核糖骨架上羟基的区域选择性功能化提供了新的思路。

基于加速老化试验的海工装备O形密封圈寿命预测

针对海工装备O形密封圈实际工作中海水的酸碱性和海洋特殊环境,开展O形密封圈老化加速寿命试验。基于橡胶老化经验公式与阿仑尼乌斯加速模型,设计模拟海洋环境的老化加速寿命试验台,在湿度80%、盐度35%(质量分数)、pH值8.22的环境下,开展35、50与65℃下的老化加速试验;建立丁腈橡胶密封圈老化动力学模型,分析不同温度下压缩永久变形率随时间的变化规律,以及温度与老化时间以及压缩永久变形率之间的函数关系,预测海工装备中O形密封圈使用寿命。结果表明:密封圈在相同介质中不同温度下老化时,使用寿命随着温度升高而减少的速度并无明显变化。采用建立的密封圈老化动力学模型,推测出在25~30℃海水环境下密封圈使用寿命在1~1.5年之间,与实际使用寿命基本吻合。

低温环境下橡胶O形圈密封性能的流固耦合分析

为探究温度、表面形貌特征、材料性能对橡胶密封圈的密封性能影响,通过实验获得不同温度下橡胶材料的力学性能参数;基于ABAQUS软件建立橡胶密封件的有限元仿真模型,对O形圈加压降温过程进行顺序耦合的固热分析,得到O形圈与密封界面处的接触应力分布;基于Kalker提出的接触变分原理,使用傅里叶变换进行接触力学分析,建立了接触应力与表面微观形貌的数值关系;采用Persson的渗流理论计算了O形圈密封件的泄漏率。结果表明:随着环境温度的降低,接触压力曲线发生明显变化,接触宽度减小;当温度降低至橡胶材料玻璃化转变温度附近,弹性模量陡增,橡胶材料失去回弹性能,O形圈密封性能降低,发生泄漏。

某型飞机舱盖关键元件O形密封圈气密性分析

对某飞机舱盖作动筒异常弹出进行分析,原因是油液中的气体导致油液体积弹性模量变小,可压缩性增强,易发生弹出现象。基于IFAS模型得到含气量与油液体积弹性模量的关系。座舱盖液压操纵系统密封区域均采用O形密封圈进行密封,但由于关键元件粗糙表面特征的存在构成气体泄漏通道,导致座舱盖液压操纵系统中混入气体。因此提出了一种基于Roth模型的泄漏率计算方法,将O形密封圈与金属粗糙表面之间的接触关系,看作弹性金属光滑表面和刚性金属粗糙表面之间的接触关系,对金属粗糙度表面轮廓三角峰均一化排列,从而将泄漏路径定义为梯形通道。基于有限元软件ABAQUS计算密封圈的密封性能系数,分析了表面粗糙度及偏载情况对气体泄漏率的影响;最后通过ANSYS仿真分析与理论结果进行对比。该工作对高精密的密封结构加工设计有着重要指导意义。

氟橡胶O形密封圈预成型优化因素分析

本文对FX-17氟橡胶O形密封圈成型过程中坯料软化、坯料薄通、坯料圈成型等预成型工艺控制与优化进行了分析。试验表明,在氟橡胶一段硫化和二段硫化参数一定的情况下,通过对O形密封圈预成型工艺参数优化,预成型前后橡胶O形密封圈内径、线径、拉伸强度等成型质量和性能波动均降低,预成型工艺优化后可以减少氟橡胶O形密封圈尺寸和拉伸强度波动,能够提升氟橡胶O形密封圈加工成型质量和性能。

基于结构变形理论的深海连接器O形圈密封性能研究

深海连接器是保证海洋装备能够正常运行的信号传输设备,而深海连接器的正常运行在很大程度上依赖于O形圈的密封性能。为此,对深海高压环境导致O形圈发生形变,从而严重影响O形圈的密封性能问题进行了研究。首先,基于结构变形理论,分析了环境压力对于密封结构变形和O形圈压缩量的影响变化;然后,基于有限元法建立了O形密封圈的非线性动密封模型,分析研究了模型网格划分对于模拟结果准确性的影响;接着,分析了结构变形与环境压力之间的关系曲线;最后,研究分析了材料性能、环境压力与密封结构尺寸对于动密封性能的影响。研究结果表明:当网格的实际值为47745,测定值为21685、37934、50707时,其模拟计算结果的误差值均小于2%;密封结构变形和O形圈压缩量的模拟值与理论值的曲线趋势基本一致;材料性能与环境压力的变化会影响动密封性能,在密封结构尺寸中,增大沟槽圆角半径可以增强O形圈的动密封性能。该研究结果可为深海高压环境下O形密封圈的设计与优化提供参考与理论支持。

改进YOLOv8n的O型密封圈表面缺陷检测算法研究

针对O型密封圈表面缺陷尺度小且缺陷特征与背景相似性高,存在特征提取困难等问题与工业实时检测的需求,提出一种改进YOLOv8n的YOLO-Oring算法。在卷积计算的基础上,融入线性变化,设计新的CBLGhost模块,减小计算特征图所需的计算资源;针对缺陷与背景相似度高,引入DySample轻量动态上采样模块,使采样点集中在目标区域而忽略背景部分,实现缺陷的有效识别;为提高检测效率,设计C2f-OREPA模块,将复杂的结构重参数转为单卷积层,在保持特征表达能力的同时降低大量训练耗时;为提高算法对小尺度缺陷识别能力,设计DyHeadDCNv3检测头,用于识别多尺度目标,弥补传统标准卷积在长距离建模能力和自适应空间聚合能力上的不足,从而更好地完成检测任务。由于O型密封圈检测数据集缺乏,建立了包括划痕、凹陷、毛刺3类缺陷的1 734张数据集,实验结果表明,YOLO-Oring算法的mAP达到了94.1%,提升了1.3个百分点,FLOPs降低了16%。通过与主流目标检测算法进行比较,结果表明YOLO-Oring算法对O型密封圈表面缺陷有较好的检测性能,更利于工业实时检测。

ABAQUS二次开发在O型圈密封组件仿真分析中的应用

基于Python语言对ABAQUS软件前处理和后处理模块进行二次开发,形成O型圈典型密封结构性能仿真评估插件。结果表明,基于该插件可快速进行几何建模、材料赋予、网格划分、边界加载、结果后处理并自动生成Word报告,能帮助快速识别影响密封性能的关键设计参数、验证设计合理性、节约仿真时间,较大程度地提高了仿真效率。

船舶水下装置O形圈角密封性能分析

为分析船舶水下装置O形密封圈随外压变化时,其应力状态和密封性能的变化,建立三角密封区域的密封槽和O形圈的有限元模型,采用超弹性橡胶单元模拟O形圈的在不同压力下的等效应力、接触压力等相关参数的变化情况,并对角密封的密封效果进行试验验证。结果表明,随着外部压力的增加,O形圈与密封槽的接触压力也同步上升,能克服的密封压力也同步增加,在不损伤O形圈和密封槽的前提下,能够满足密封的要求。

基于有限元的防蠕变O形圈预紧力研究

针对伺服电机浮动端轴承出现的跑外圈问题,通常采用增加橡胶O形圈来进行相应处理。由于O形圈的尺寸规格,以及O形圈的开槽尺寸和公差,直接会影响到防跑圈力矩,在选用O形圈规格和设计O形圈槽的尺寸时需要核算相关内容。采用有限元法,对不同硬度和不同沟槽尺寸下O形圈提供的预紧力和防跑圈力矩进行分析计算,该计算方法对O形圈的选型和O形圈沟槽的设计具有一定的指导意义。

硬度对液压马达O形密封圈性能影响的分析

以仿真转台液压马达密封结构为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS建立其有限元模型,采用罚函数技术和库仑摩擦模型对O形密封圈和马达密封副间的摩擦接触进行有限元分析,研究O形密封圈材料硬度对接触压力、密封圈Mises应力和密封圈与马达密封副间接触面积的影响,分析接触压力、密封圈Mises应力峰值和接触面积的分布规律。结果表明:接触压力随O形密封圈材料硬度的变化呈“驼峰”式变化;在“驼峰”位置随材料硬度的增加而增大;材料硬度小于85 HA时,对O形密封圈Mises应力的影响并不明显;材料硬度大于85 HA时,Mises应力增大幅度变大,容易导致密封圈损坏;密封圈与马达轴间静接触面积整体上随密封圈材料硬度的增大而减小,故应尽量控制密封圈硬度,保证足够的接触面积。

地层测试工具耐230℃O型密封圈优选试验研究

为了在设计地层测试工具的过程中优选出抗高温、承高压、抗腐蚀能力强及密封性好的O型橡胶密封圈,研制了可满足多型号O型密封圈共用的模拟试验工装。该工装可模拟高温高压条件以及密封圈的不同的装配方式,进行性能评价试验;同时以适应工程应用为评价原则设计了一套充分模拟地层测试作业中温度、压力变化过程和边界参数的评价试验方法,对多个型号的耐高温的O型密封圈开展了试验评价。针对230℃/105 MPa地层测试工具设计,优选出了3种具有较好的高温承压能力和密封持久性能的密封圈,其基材是全氟醚橡胶,在浓度20%的盐酸中浸泡96 h,经两次升温至230℃,一次降温至常温的温度交变过程中,都能反复承受长达48 h的高压(105 MPa)密封测试,该试验为加快高温高压测试工具的研发进程奠定了基础。

基于热氧加速老化试验的O型密封圈寿命评估

以某型水下发射动力装置密封结构中O型密封圈为研究对象,研究其性能退化规律,准确预测评估其使用寿命。对新品和已经使用老化11年的旧品分别开展恒定温度应力下的热氧老化试验,依据阿伦尼乌斯模型和试验数据建立了密封圈老化程度和时间的老化动力学方程,建立了环境温度和老化反应速率的关系。在使用环境温度为25℃的前提下,得到新品的使用寿命约为13.7 a,已使用老化11年的旧品的使用寿命约为3.0 a,旧品的实际使用寿命约为14.0 a。结果表明,试验数据与实际结果较为吻合,该密封圈的实际使用寿命在14 a左右,为装备的使用维护提供了参考依据。

Dental Treatment Using Quantum Mechanics for Knee Joint Pain

In clinical practice, dentists sometimes encounter phenomena that cannot be explained by modern western medical concepts;for example, the patient’s medical symptoms improve by bringing medicines or dentures close to the body. Although it seems difficult to completely elucidate the mechanism through modern western medicine, it can be explained using quantum mechanics. The quantum, the smallest unit of matter composition, exhibits wave-particle duality. The fact that symptoms can be improved simply by bringing dentures or medicines closer to the body indicates that the waves emitted by dentures or medicines interfere with the pathological waves emitted by the pathological site. Thus, the pathological waves are deformed and lead to a change in symptoms. In this way, quantum theory can explain phenomena that are difficult to elucidate in conventional medicine, which are encountered in clinical practice. So far, the author has presented a case of difficulty in raising the upper limb where the symptoms improved without the need for dentures in the mouth by adjusting the dentures outside the mouth. This time, the author would like to introduce a case which the patient’s knee pain improved by adjusting the dentures outside the mouth.

碳烟边缘茚型五碳环与活性O的氧化反应机理研究

针对碳烟在火焰中的氧化,本文利用DFT方法研究活性O氧化碳烟边缘茚型五碳环结构的反应机理.在B3LYP/6-311G(d,p)和M06-2X/cc-p VQZ的计算水平下,探究活性O与C_(13)H_(9)自由基的详细反应路径,并基于TST计算各基元反应在500~3 000 K温度范围内的速率常数.结果表明:活性O与C_(13)H_(9)自由基形成的C_(13)H_(9)O,进一步热解后将产生CHO、CO和具有四碳环结构的PAHs.CHO的生成高度依赖温度和反应位点,其反应需克服402.7 kJ/mol的限速步能垒.C_(13)H_(9)O热解的氧化产物主要为CO.M1和M2热解释放CO的主反应路径为路径3和12,并产生具有四碳环结构的CS9,对应的限速步能垒分别为167.9 kJ/mol和153.8 kJ/mol.C_(13)H_(9)O热解的起始反应主要为C—C键断键和H转移反应,其中C—C键断键的反应路径更易发生,且反应速率也更快.

O形圈和矩形圈静密封性能仿真对比研究

基于有限元分析软件Ansys建立O形圈和矩形圈的有限元分析模型,分析对比预安装、介质压力、尺寸公差波动对两种密封圈接触压力和径向力等密封性能参数的影响。结果表明:预安装时,O形圈和矩形圈的接触压力分布差异明显,矩形圈的密封性能参数明显大于O形圈;承受介质压力时,O形圈和矩形圈的密封性能参数均随着介质压力的提高而提高,但矩形圈径向力随着介质压力的提高而提高的速度大于O形圈;尺寸公差波动时,O形圈和矩形圈的密封性能参数均随着尺寸的减小而降低,截面尺寸波动对O形圈和矩形圈密封性能参数的影响远大于内径尺寸波动的影响。

基于流固耦合的橡胶O形圈老化对密封性能的影响研究

橡胶O形圈在高温受压的环境下易发生老化并产生泄漏,而最大接触压力和永久压缩变形不足以判定密封系统的密封性能。为了更加精准研究橡胶O形圈在高温受压情况下的老化对密封性能的影响,通过实验获取橡胶O形圈老化后的泄漏率和性能数据,构建有限元仿真模型,获取不同老化时间下的密封面接触压力,结合流固耦合模型计算出理论泄漏率。通过对比不同老化时间后的橡胶O形圈的实验泄漏率和密封面接触压力评估其密封性能。对比数值模型得到的结果和实验结果,发现理论模型与实际情况一致性较好,验证了该理论模型可为橡胶O形圈的老化行为分析、预测提供指导。