781 / 2021-10-25 17:48:29

基于ABAQUS的发动机O形圈密封磨损仿真方法研究

摘要：O 形圈因其结构简单、密封性能良好而广泛应用于各种机械以及航空发动机设备往复部件中，而在复杂的航空工作环境中，O形圈极易发生摩擦磨损破坏。利用有限元分析软件 ABAQUS 建立 O 形圈密封的二维模型，分析微动密封状态下，不同摩擦系数、橡胶硬度、压缩率，O形圈接触应力、摩擦力、磨损的情况。基于ARCHARD的摩擦磨损型模，采用一种用于 O 形密封圈磨损仿真计算的方法，研究不同工况及不同硬度下O形圈密封的摩擦磨损变化规律，并通过摩擦磨损试验机进行试验验证。研究表明，随着摩擦系数的不断增大，微动状态下O形圈应力波动增大，接触面间的摩擦力增加，密封圈磨损加剧；随着O形圈硬度增加，其表面与槽的接触宽度不断减小，而接触应力、摩擦应力不断增加，同样加剧磨损；压缩率增加时，O 形圈往复运动过程中受到的滑动摩擦力会陡然增加，很容易造成磨损失效，所以在保证密封性的基础上，压缩率取值不宜过大，本研究中压缩率范围8%-24%，研究发现当压缩率取值14%时，发动机 O 形圈密封性能最佳。