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O形圈性能研究开题报告

 2021-08-08 03:16:45  

1. 研究目的与意义

现如今O形密封圈适用于装在各种机械设备上,在规定温度、压力、以及不同液体和气体介质中,在静止或运动状态下起密封作用。在机床、船舶、汽车、航空航天设备、冶金机械、化工机械、建筑机械、工程机械、矿山机械、石油机械、塑料机械、农业机械、和各类仪器仪表上,大量应用着各种类型的密封元件。O形密封圈主要应用在静密封和往复运动密封中。应用在旋转运动密封时,仅限于低速回转密封装置。O形密封圈通常安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽内起密封作用。O形密封圈在耐油、酸碱、磨、化学侵蚀等环境依然起到良好的密封、减震作用。因此,O形密封圈是液压与气压传动系统中使用最多的一种密封件。所以研究O形圈的性能有着极其重要的意义。

本课题拟通过O形圈的性能试验研究,得到O形圈在应力松弛过程中轴向载荷的衰减规律;与Ansys模拟计算结果相结合,得出O形圈接触应力的变化情况,并判断其泄漏状态;再结合前人设计出的测试装置,并结合实验中存在的一些问题,对O形圈测试装置提出改进方法。

2. 国内外研究现状分析

persson认为,粗糙度对o形圈的密封性能有重要作用,尤其体现在启动阶段,改善表面粗糙度,可以减少静摩擦,减少磨损。

由于o形圈大多以橡胶材料制成,材料应力应变关系极其复杂,许多研究人员借助软件进行建模,对其进行分析。李双喜等人通过理论分析、软件建模,对o形圈的摩擦机理、接触应力、泄漏和摩擦力的影响因素等进行了分析最后得出在水润状态下o形圈能够更好的发挥作用,有利于密封稳定云状。周志鸿等人利用ansys软件对o形橡胶密封圈在不同压缩率和油压下的变形与受力情况进行了分析研究,认为当o形圈与壁面的接触压力大于介质压力时,介质就不会泄漏,但接触压力大的地方也越容易老化,他们这个方法可以作为选用选用o形橡胶密封圈的参考依据,可以推广到一般o形橡胶密封圈的分析计算,高慧的观点与此相似,她认为o形圈老化从而失去弹性,导致接触压力减弱是o形圈密封泄漏的一个主要原因,她所研究的东西有利于更好的选择密封结构,做到正确安装和使用。王伟和赵树高利用msc1marc有限元软件建立了橡胶o形圈的平面轴对称非线性模型,分析了不同压缩率对接触应力的影响以及o形圈松弛过程中的应力分布,得到了o形圈工作时的应力、应变状态,对o形圈使用的可靠性作出了预测,他们得出在没有油压下应力松弛前后o形密封圈接触界面上的应力分布呈抛物线,分析这些数据能更准确的预测该密封圈的使用寿命和可靠性。


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3. 研究的基本内容与计划

本次研究的主要内容是要求学生查阅国内外文献,全面熟悉和了解o形圈性能测试装置的结构和工作原理,了解o形圈在机械密封中的作用及研究现状,利用实验装置对o形圈的性能(包括应力松弛和密封性能)进行研究,并与ansys结果进行比较,对现有装置提出改进意见

计划:

a) 查阅资料,学习ansys软件,完成开题报告。 3周

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4. 研究创新点

改进后的装置课同时用于测试O型圈的摩擦、密封和应力松弛性能。

易装易拆,而且经济性好。
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