文档介绍:基于Abaqus的橡胶密封垫对比分析橡胶密封垫
摘要: 针对某型发动机开发中的橡胶密封垫密封问题,利用有限元分析软件Abaqus建立橡胶垫及其边界的有限元模型,.
关键词: 橡胶; 密封; 有限元; Abaqus
中图分类号: ; 文件标志码: B
引言
橡胶密封件的失效关键表现为密封处的泄漏和密封件的损坏,最终造成失去密封性,、密封表面质量差和衬料选择和安装不妥等.
橡胶密封的原理是依据安装时密封件产生一定的压缩变形,使密封件和密封面紧密贴合,,,密封结构的装配关系和几何形状比较复杂,其中,橡胶密封元件含有非线性本构关系,会造成结构受力变得复杂,,传统的设计方法在试验前不能预先对密封结构的性能进行评价,只能依靠于设计者的经验,不能满足当代准确设计的要求.
本文针对某型发动机开发中的橡胶密封垫密封问题,利用有限元分析软件Abaqus建立橡胶垫及其边界的有限元模型,讨论不一样条件下密封垫的力学性能,为橡胶密封结构的设计计算提供一条新路径.
1Abaqus非线性超弹性模型
伴随社会的发展和科技的进步,CAE已经历50多年的发展,其理论和算法全部已日趋成熟,,能够处理从相对简单的线性分析到复杂的非线性问题.
超弹性材料的本构方程
确定弹性体材料的非线性特征很困难,:第一类认为应变能密度是主应变不变量的一个多项式函数,当材料不可压缩时,该材料模型通常被称为Rivlin 材料,假如仅仅一次项被采取,,如Ogden,
两参数的MooneyRivlin模型常数确实定
利用橡胶的硬度
对于橡胶材料,在小应变时弹性模量E0,剪切模量G,材料常数C1和C2的关系为G=E03=2C1+C2 6依据橡胶硬度HA和弹性模量E0的试验数据,拟合得到二者之间的关系式为E0=+ 7统计硬度计读数HA,就可将其转化为弹性模量,再依据公式,只要确定C2/C1的比值,就能够得到C1和C2.
利用经验公式
假如分析人员仅有一个C01值,并想在模型中包含一个非零的C10,则可假定C01=,由式5可得E=6C10+ 8
C10=E6× 92有限元模型和分析方法
某型发动机开发中,凸轮轴座去掉一部分材料后,橡胶密封垫变为单根筋密封,需评定凸轮轴位置传感器位置密封圈是否存在密封失效风险,.
图 1发动机模型
因为密封垫和缸盖罩的沟槽在结构上是轴对称的,在理想情况下,,、密封垫和凸轮轴座的几何截面模型见图2.