橡胶O形圈最大接触压力、IRHD硬度和压缩率之间的函数关系研究

通过有限元软件ANSYS建立橡胶O形圈与安装沟槽的二维轴对称模型,计算不同IRHD硬度和压缩率O形圈的最大接触压力,借助数学软件拟合得到O形圈最大接触压力、IRHD硬度和压缩率之间的函数关系及等高线。该函数关系适用于大部分O形圈相关的设计和评估。

回形管接头的装配性能研究与分析

基于回形管接头与回形管的直线段长度对该结构装配性能的影响展开分析,以应力值、最大接触压力和压装力作为评价依据,采用有限元仿真分析的方法进行研究。随着直线段长度逐渐增加,接头和回形管的应力值逐渐减小,接头、回形管中的应力最大值比最小值分别大650%与295.2%;内衬、外衬的最大接触压力也在逐渐减小,内衬、外衬的最大接触压力的最大值比最小值分别大384.9%与290.2%;压装力逐渐减小,其中最大值比最小值大678.8%。研究表明:直线段长度的变化对结构装配性能的影响显著。

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。

格莱圈密封性能非线性有限元分析

为了研究气缸密封件的性能以及失效情况,运用有限元分析方法对格莱圈弹性体进行分析.利用有限元分析软件建立了格莱圈有限元分析模型,通过建模、划分网格、加载、求解以及后处理等步骤,对其在不同压缩率、不同气压时密封面接触压力分布规律进行探讨分析,确定格莱圈易失效位置,分析压缩率和气压对格莱圈密封面最大接触压力的影响.结果表明:在位移云图和接触压力云图中,格莱圈密封面最大接触压力随压缩率和气压的增加而增加;格莱圈的方型圈与缸套的接触压力最大,且最大接触压力明显大于通入气体的压力,故格莱圈不易失效;气缸在实际气压0.4MPa和8%压缩率的情况下能正常工作,为评定缸阀一体化气缸的可靠性提供了参考.

裸眼分段压裂投球滑套的密封性研究

裸眼分段压裂是开采低渗透油气藏的主要方式,投球滑套的密封性直接决定了水平井分段压裂的成败。在一定范围内,投球滑套的密封性和球座与压裂球的接触压力、接触面积成正比。当接触压力过大时,球座与压裂球的接触面易被压溃,造成密封失效。为了避免接触压力过大造成的密封失效,本文分别对球座与压裂球接触面为锥面、弧面的两种情况进行研究,推出了锥面球座和弧面球座最大接触压力的理论公式。并通过ABAQUS有限元软件对不同锥角的锥面球座和不同曲率半径的弧面球座进行静力分析,得到了如下结论:(1)锥面球座在有效坐封和压裂球顺利反排的条件(16.7°(27)?(27)18.3°)下,锥角越小,最大接触压力和Mises应力越小;(2)弧面球座的最大接触压力小于锥面球座,且曲率半径越小,最大接触压力和Mises应力越小,当曲率半径等于压裂球半径时,达到最小值;(3)当压裂液压力超过70MPa时,应采用弧面球座。故在水平井分段压裂液压力过大时,为确保投球滑套的有效密封,应将球座与压裂球的接触面改为弧面。

钻井稳定器Y形密封圈的数值仿真研究

稳定器在石油钻井中对井眼轨迹的控制具有重大作用,它的正常运行要求其内部的Y形橡胶密封圈对液压油进行有效地密封。通过建立稳定器中Y形密封圈的非线性有限元分析模型,对唇外径分别为70 mm和115 mm两种类型的Y形密封圈进行了分析,得到唇外径为70 mm及115 mm的两种密封圈其临界工作压力分别为14.69 MPa和15.53 MPa。最后通过等效Von Mises应力对所得临界工作压力进行校核,结果表明通过最大接触压力判据所得数值是正确的。所得研究成果可对控制稳定器Y形密封圈密封失效提供理论依据,为提高稳定器的可靠性从而提高石油钻探效率提供指导。

液压支架立柱组合蕾形密封圈结构参数与密封性能研究

以某大采高液压支架立柱组合蕾形密封圈为研究对象,采用有限元法分析唇内、外倾角和唇谷高等结构参数对组合蕾形密封圈静密封性能的影响,同时研究油压压力、密封间隙、立柱活塞速度、摩擦因数对密封圈动密封性能的影响。结果表明:一定取值范围内,唇内、外倾角和唇谷高越大,静密封性能越好;油压越大、密封间隙越小,动密封性能越好;摩擦因数越大,外行程时动密封性能越好,内行程时则相反;活塞运动速度对动密封性能影响较小。为保证该组合蕾形密封圈具有良好的综合密封性能,各参数优化取值范围为:唇外倾角20°~30°,唇内倾角20°~35°,唇谷高度12.2~13.2 mm,摩擦因数小于等于0.1,密封间隙0.1~0.3 mm,油压不超过50 MPa。

基于ABAQUS仿真的尺寸偏差对密封性能的影响研究

当密封结构存有尺寸偏差时,O形圈的压缩率会随之变化,公称尺寸对应压缩率下的接触压力分布已无法作为衡量此刻密封结构密封性能优劣的参考指标。为研究结构尺寸偏差对密封性能产生的影响,在构建力学仿真模型的基础上,采用控制变量法重点分析O形圈接触压力分布随密封结构尺寸偏差变化的规律;以最大接触压力为控制参量,通过不同尺寸组合的力学仿真分析,获取使最大接触压力呈现出最小状况的最劣尺寸组合;根据不同距离下挡板与沟槽的配合,以泄漏率为评判指标,通过不同配合间隙下O形圈密封性能的对比以分析运行过程中振动对挡板与沟槽配合的影响,从而为O形圈装配组合方式的选择和密封面接触情况的研究奠定了基础。

800 kV盆式绝缘子密封性能有限元分析

文中采用Ansys Workbench有限元软件建立了800 kV盆式绝缘子O形密封圈轴对称分析模型,对盆式绝缘子与罐体法兰在装配和充入气体过程中O形密封圈的变形和受力情况进行了分析研究。分析计算了O形圈压缩率、气体压力载荷对接触面最大接触压力和槽口最大剪切应力的影响,同时得到了不同压缩率和载荷下的应力应变云图。计算结果表明:密封圈压缩率介于16%~19%,气体压力载荷不大于3 MPa时,800kV GIS盆式绝缘子O形密封圈能起到较好的密封效果。通过对密封结构的有限元分析,为密封件的设计、安装、优化、可靠性分析提供了重要的参考价值。

压缩式封隔器洗井活塞密封性能仿真研究

压缩式封隔器通过液压油驱动洗井活塞运动从而完成油层或水层间的隔离,活塞的有效密封是保证封隔器正常工作的前提。通过建立O形密封圈的非线性有限元分析模型,对配合外径为115.7 mm,厚度分别为5.3 mm和3.55 mm的两种O形圈进行了分析,通过密封圈接触面最大接触压力判据,得到两种结构密封圈的临界工作压力为8.4 MPa和7.6 MPa。依据Von Mises应力对密封圈进行仿真校核的结果表明所分析结果是正确的。所得研究成果可对O形密封圈的设计与使用提供理论依据,为提高封隔器的可靠性从而确保油气勘探开发的安全进行提供指导。

基于伺服液压缸往复运动的Y形密封圈结构参数优化

液压伺服缸运动过程中密封性能的研究,对于提高液压缸的精度有着极为重要的意义,本文将Y形密封圈作为研究对象,运用Ansys软件中的静力学分析模块,并以二项参数的Mooney-Rivlin模型对Y型密封圈的动态工作环境进行模拟与计算分析,探讨能对Y形密封圈密封性能产生影响的各种因素,研究了密封圈内外唇高度差和唇厚度对密封圈密封性能的影响。结果表明:在不考虑温度影响,以及摩擦系数和初始压缩率一定的情况下,适当增加内外唇高度差,可以提高密封圈的密封性能;增大Y形密封圈唇厚度或摩擦系数时,密封圈最大Von Mises应力会变大,从而导致密封圈寿命变短。