断裂力学的O型密封圈疲劳性能分析_第1页
断裂力学的O型密封圈疲劳性能分析_第2页
断裂力学的O型密封圈疲劳性能分析_第3页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

断裂力学的O型密封圈疲劳性能分析根据断裂力学中的应变能释放率,制定疲劳断裂参数,对得到的O型密封圈实验数据开展拟合归类处理,得到计算O型密封圈疲劳寿命模型,并计算密封圈上危险截面单元的疲劳寿命。同时,利用疲劳分析软件对密封圈开展分析,找到密封圈上疲劳断裂的危险截面,并计算出危险截面节点上的疲劳寿命。比较断裂力学计算结果、疲劳分析软件分析结果和实验结果,说明3种方法得到的危险截面出现的位置和疲劳寿命基本一致,证明了运用断裂力学计算密封圈疲劳寿命的合理性。

O型密封圈构造简单、成本低廉、安装方便并且不需要做周期性的调整,用于滑动密封时密封性不受运动方向的影响,因此被广泛应用在各类机械设备上。虽然O型密封圈工作应力值远远低于屈服极限,但是长期工作在周期性的载荷下,密封圈内部会出现微小的裂纹,随着交变应力的继续,微小裂纹逐渐扩张,最终导致密封圈疲劳失效,对机械设备可靠性产生严重的影响,所以对O型密封圈疲劳性能研究具有较大的工程意义。

国内外对O型密封圈的疲劳失效问题早有一定的研究,主要有基于S/N曲线的疲劳寿命预测、基于损伤力学的疲劳寿命预测和基于断裂力学的裂纹扩展法。S/N曲线主要通过实验手段获取,而橡胶密封圈具有较高的寿命,一般高达106~108次,如果单纯依靠实验来获取,会耗大量的人力物力,所以在工程上应用较少;损伤力学体系尚在形成与发展之中,并且只能给出在概率统计下平均寿命,因此应用也较少;断裂力学认定材料内部不可防止地存在裂纹、杂质等缺陷,这些缺陷随着时间的积累和载荷的施加,最终导致材料破坏,这比较符合橡胶制品疲劳失效的过程,因此被广泛运用在橡胶密封圈的疲劳性能研究。

1、断裂力学计算模型

基于断裂力学对O型密封圈疲劳寿命的研究主要集中在能量释放法上,通过弹性应变能和能量释放率这两个参数来对密封圈裂纹扩展开展评估,弹性应变能是密封圈疲劳裂纹扩展的动力,应变能释放率为每增加单位裂纹所释放出来的能量。在裂纹扩展过程中,密封圈的裂纹扩速率可用公式(1)表示。

式中:B为材料常数;β为裂纹扩展常数。

4、结论

(1)运用断裂力学裂纹扩展法预测了O型橡胶密封圈的疲劳寿命。在预测密封圈疲劳寿命时,结合得到的具体实验数据,对数据开展拟合归类处理,得到计算O型密封圈疲劳寿命模型,并计算不同载荷范围内密封圈的疲劳寿命极限。结果说明,密封圈最短疲劳寿命位置一般出现在其被挤入密封沟槽部分。

(2)运用FEMFAT软件对O型密封圈疲劳寿命开展分析,得到不同载荷下密封圈安全系数危险点的示意图。

(3)比较断裂力学计算结果、FEMFAT软件分析结果和实验结果,危险截面出现的位置和疲

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论