弹簧蓄能密封圈轴对称仿真模型建模方法研究

弹簧蓄能密封圈在夹套材料磨损后能依靠弹簧回弹来维持良好的密封特性,被广泛应用在诸多领域。但针对该密封圈的研究相对缺乏。因其结构的螺旋性导致了无法直接采用二维模型进行分析。提出一种建模方法构造密封圈的二维轴对称模型:首先通过数值实验得到三维螺旋盘绕弹簧的力学特性,在此基础上结合等效原则构建二维变截面等效弹簧,进而建立螺旋盘绕弹簧蓄能密封圈的二维轴对称有限元模型。利用该模型,进行算例验证,仿真结果和已知数据有很好吻合度,表明了该模型的有效性。该二维弹簧等效建模方法大幅提高了仿真效率,为螺旋弹簧及含弹簧系统的仿真提供了一种有效的方法。