密封圈应力应变曲线
pa66的应力应变曲线
pa66的应力应变曲线摘要：1.引言2.pa66 材料的介绍3.应力应变曲线的定义4.pa66 的应力应变曲线的特点5.应力应变曲线在pa66 材料中的应用6.结论正文：pa66 的应力应变曲线是一种描述pa66 材料在受到外力时的形变与应力之间关系的曲线。
该曲线是材料科学中非常重要的一个概念，可以帮助工程师了解材料的强度、刚度、韧性等性能，并指导他们在设计和制造过程中选择合适的材料。
pa66 是一种工程塑料，具有高强度、高刚度、高耐磨性、低摩擦系数、良好的电气绝缘性、耐化学腐蚀性等特点。
在机械、电子、汽车、航空航天等领域得到广泛应用。
应力应变曲线是描述材料在受到外力时的形变与应力之间关系的曲线。
它通常分为三个阶段：弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。
在弹性阶段，材料的形变与应力呈线性关系，应力卸载后，材料可以恢复到原来的形状。
在屈服阶段，材料的形变与应力不再呈线性关系，材料开始塑性变形，应力卸载后，材料不能恢复到原来的形状。
在断裂阶段，材料发生断裂，形变与应力不再呈线性关系。
pa66 的应力应变曲线具有以下特点：在弹性阶段，pa66 的应力应变曲线较为平缓，表明pa66 材料的弹性模量较高，具有较好的弹性变形能力。
在屈服阶段，pa66 的应力应变曲线呈现出较大的塑性变形能力，表明pa66 材料具有较好的韧性和延展性。
在断裂阶段，pa66 的应力应变曲线呈现出较高的强度和刚度，表明pa66 材料具有较好的抗拉强度和抗弯强度。
应力应变曲线在pa66 材料的应用中具有重要作用。
在设计和制造过程中，工程师可以根据应力应变曲线选择合适的材料，以满足工程需求。
例如，在需要高强度和刚度的应用中，可以选择应力应变曲线呈现出高强度和刚度的材料。
在需要良好韧性和延展性的应用中，可以选择应力应变曲线呈现出较大塑性变形能力的材料。
总之，pa66 的应力应变曲线是一种描述pa66 材料在受到外力时的形变与应力之间关系的曲线，对于工程师了解材料的强度、刚度、韧性等性能具有重要作用。
基于Abaqus的O形橡胶密封圈热应力分析
卢＝ａ （ ３ Ａ ＋ ２ Ｇ ）
２ 有 限 元 分 析
随 着 计 算 机 的 发 展 及 有 限元 分 析 软 件 （ 如
Ａ ｂ ａ ｑ ｕ ｓ 和Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ ）的 开发 ，对 轮 胎 和橡 胶 制 品进
行 了越 来越 深入 的研 究 ；但 由于橡 胶 材料 的非 线 性 、几何 非线性 和边界 条件非线性 ，增加 了仿真模 拟难 度 。在此 ，以轮胎 和橡 胶制 品研 究 中常 用 的 Ｍｏ ｏ ｎ ｅ ｙ — Ｒ ｉ ｖ ｌ ｉ ｎ 模型为例 ，根据 变分原理 ，对 Ｏ 形橡 胶密封 圈进行不考虑温度 因素 的应力分 析及考 虑温 度 因素 的热应力分析 Ｊ 。
变 ，推 广到温 度场 中 ，即 ：
ｓ ：
吉 ［ — （ ＋ ） ］ ＋ ｆ ‘ ’
根据 Ｍｏ ｏ ｎ ｅ ｙ — Ｒ ｉ ｖ ｌ ｉ ｎ 模 型 ，用 硬度 求 弹性模 量 ， 密封 圈 参数 Ｃ。 ＝ １ ． ３ ８ ０ ，Ｃ ＝ ０ ． ３ ４ ５ ，线膨 胀 系数 为
要 意义 。 本 课题 在 弹性力 学理 论基 础上 ，运 用Ａ ｂ ａ ｑ ｕ ｓ
的广义 虎克定律 ：
＝
２ Ｇ ｅ ｌ ＋ 九 一／ ３ ｔ
（ ２）
式 中 ，Ｐ 为体 积应 变 ；Ｇ 为 剪切模 量 ；Ａ为拉梅 常
数， 为热应力系数。
Ｅ讧
＝
有限元软件 对Ｏ 形橡胶密封 圈进行正 常工况下 的仿
．
ｂ Ｊ ＝ －
Ｗ
－／ Ｕ
Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ 。 Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
２ ０ Ｉ ｊ年 第 ６期
Y形密封圈可靠性和灵敏度的有限元分析
Y形密封圈可靠性和灵敏度的有限元分析∗迪力夏提·艾海提;索双富;黄乐【摘要】Large size of Y⁃seal using in the pressing line was taken as a research object. Based on Ansys finite element software of probability design system ( PDS) module, with the main size of sealing components, gas pressure and friction coefficient as random input variables and the maximum contact pressure and the maximum shear stress as response value, the probability distribution of response value was calculated. The reliability and sensitivity of the sealing components were calculated through the interference model of stress intensity. The reliability of the seal ring was verified, and the main pa⁃rameters that are quite sensitive to reliability were determined. The analysis results of sensitivity show that the maximum contact pressure is obviously influenced by the seal lip opening width,seal lip length and the friction coefficient. The im⁃pact of seal lip length on the maximum shear stress is very obvious, therefore, particular attention should be paid to control of these parameters during designing and manufacturing.%以冲压线用大型Y形圈为分析对象，基于Ansys有限元软件的概率设计系统（ PDS）模块，以密封件的主要尺寸、介质压力、摩擦因数作为随机输入变量，以最大接触压力和最大剪切应力作为响应量，计算出响应量的概率分布，通过应力强度干涉模型算出密封件可靠度和灵敏度，验证了密封圈的可靠性，同时找出了可靠性较敏感的主要参数。
基于Odgen模型O型橡胶密封圈的大变形接触分析
ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｉ ｆ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ａ ｌ ｄ ａ ｔ ａ ｏ ｆ ｕ ｎ ｉ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｒ ｕ ｂ ｂ ｅ ｒ － ・ ｌ ｉ ｋ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ・ —
ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｕｂ ｒ ｂ ｅ ｒ Ｏ— ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｅ ａ ｌ ｓ ｗａ ｓ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｖｏ ｎ — ｍｉ ｓ ｅ ｓ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ
ｏ ｎ ０ｄ ｇ ｅ ｎ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ
Ｓａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａｎ ｂ ｉ ｎ ｇ Ｘｉ ｎ ｇ Ｓｕ ｆ ａ ｎ ｇ Ｌ ｉ ｕ Ｂａ ｏ ｈ ｕ ｉ Ｗａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｙ ｕ ａ ｎ Ｌ ｉ ｕ Ｃｈ ｕ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ １ ３ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关键 词 ：橡 胶 密 封 圈 ；Ｏ ｄ ｇ ｅ ｎ 模 型 ；非线 性 有 限元 分 析 ；ＭＳ Ｃ ． Ｍ ａ ｒ ｃ ；接触 应 力
实验一 应力——应变曲线实验
实验一应力——应变曲线实验一、实验目的1.了解高聚物在室温下应力——应变曲线的特点。
并掌握测试方法。
2.了解加荷速度对实验的影响。
3.了解电子拉力实验机的使用。
二、实验意义及原理：高聚物能得到广泛应用是因为它们具有机械强度。
应力 ----------- 应变实验是用得最广泛得力学性能模量，它给塑料材料作为结构件使用提供工程设计得主要数据。
但是由于塑料受测量环境和条件的影响性能变化很大，因此必须考虑在广泛的温度和速度范围内进行实验。
抗张强度通常以塑料试样受拉伸应力直至发生断裂时说承受的最大应力(cm)来测量。
影响抗张强度的因素除材料的结构和试样的形状外，测定时所用的温度、湿度和拉力速度也是十分重要的因素。
为了比较各种材料的强度，一般拉伸实验是在规定的实验温度、湿度和拉伸速度下，对标准试样两端沿其纵轴方向实加均匀的速度拉伸，并使破坏，测出每一瞬间时说加拉伸载荷的大小与对应的试样标线的伸长，即可得到每一瞬间拉伸负荷与伸长值(形变值)，并绘制除负荷形变曲线。
如1所示：图1拉伸时负荷-应变曲线试样上所受负荷量的大小是由电子拉力机的传感器测得的。
试样性变量是由夹在试样标线上的引申仪来测得的。
负荷和形变量均以电信号输送到记录仪内自动绘制出负荷——应变曲线。
有了负荷——形变曲线后，将坐标变换，即所得到应力一应变曲线。
如2所示：图2拉伸时应力-应变曲线应力：单位面积上所受的应力，用。
表示：pσ=-(KGZcm2)P——拉伸实验期间某瞬间时施加的负荷S——试件标线间初始截面积应变：拉伸应力作用下相应的伸长率。
用Σ表示，以标距为基础，标距试样间的距离(拉伸前引伸仪两夹点之间距离A) 1.o1.O—拉伸前试样的标距长度1.——实验期间某瞬间标距的长度Δ1.——实验期间任意时间内标距的增量即形变量。
除用引申仪测量外还可以用拉伸速度VI记录纸速度V2和记录纸位移∆1.测量，并求得∑oA1.=1.-1.0=V1*t=V1*Δ1∕V^若塑料材料为脆性：则在a点或Y点就会断裂，所以应是具有硬而脆塑料的应力一应变曲线。
矩形密封圈应力和接触压力的影响因素
矩形密封圈应力和接触压力的影响因素钱文强;蒋国璋;谢良喜;李公法【摘要】为了将矩形橡胶密封圈应用于叶片式液压摆动油缸的旋转密封,利用大型有限元软件ABAQUS,求解矩形密封圈在配合挡圈使用前后,不同介质压力和预压缩量下应力与接触面压力分布情况;探讨相应的接触压力与介质压力、预压缩量的关系;并利用MATLAB绘制了分析结果曲线图.结果表明:矩形密封圈的最大范·米塞斯应力随预压缩量和介质压力的增长呈线性增长,随密封间隙的增加呈指数增长;矩形密封圈配合挡圈使用既能保证密封能力,又可以明显优化其内部的应力分布情况,防止密封挤出,延长密封圈的使用寿命.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P32-35)【关键词】矩形密封圈;接触压力;有限元;密封【作者】钱文强;蒋国璋;谢良喜;李公法【作者单位】武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081;武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TH137引言叶片式液压摆动油缸的旋转密封与叶片密封耦合处，通常采用O形截面橡胶密封圈[1]，其耦合面容易产生空隙，难以达到预期的密封效果。
矩形橡胶密封圈以其结构简单、互换性好等特点可用来替代O形密封圈，取得较好的密封效果。
近来，国内外学者对橡胶密封圈的密封机理及性能做了许多研究。
谭晶等分析比较了O形密封圈和矩形密封圈的密封性能及影响因素[2-4]。
周志鸿研究了预压缩率和油压对O形圈变形与受力的影响，得到预压缩率和油压对Von-Mises(以下简称范·米塞斯)应力分布及接触压力影响规律[5]，杨春明分析了O形截面密封圈密封间隙、油压对范·米塞斯应力和密封面最大接触压力的影响，以及它们之间的相互关系[6]。
橡胶密封圈疲劳寿命预测研究方法综述
橡胶密封圈疲劳寿命预测研究方法综述摘要：橡胶密封圈对提高设备密封性能有重要作用，通常作为密封构件广泛应用于工业机械设备。
概述橡胶密封圈的疲劳寿命研究方法，主要分为S-N曲线法、裂纹萌生法和裂纹扩展法。
从寿命预测计算理论出发，阐述常用的计算模型，总结实现橡胶密封圈寿命预测计算的方式，对初步了解橡胶材料寿命预测方法和计算模型之间的关系具有重要意义。
关键词：橡胶密封圈 S-N曲线裂纹萌生裂纹扩展寿命预测橡胶属于高分子材料，具有弹性性质，能够为设备提供良好的密封性能，因此广泛应用于燃油、液压、润滑等密封系统。
在复杂工况下，橡胶密封圈经常出现老化、破裂、永久变形、间隙咬伤、腐蚀等失效现象。
为了有效预防泄漏事件的发生，许多国内外学者对橡胶密封圈使用寿命的预测方法展开了研究。
王昊等[1][2]综述了橡胶疲劳影响因素和裂纹萌生、裂纹扩展等橡胶疲劳寿命研究方法，阐述了通过有限元仿真技术预测橡胶材料疲劳寿命的研究进展。
杜秀华等[3]概述橡胶构件的疲劳寿命研究方法主要分为裂纹成核法、裂纹扩展法和S-N曲线法，并给出各研究方法的选择依据。
王小莉等[4][5]从橡胶材料的疲劳裂纹萌生、扩展以及疲劳损伤三个角度综述了疲劳特性研究进展。
丁智平等[6]采用连续介质损伤力学方法，结合有限元分析方法对橡胶构件进行寿命预测，预测结果比较理想。
刘兵[7]以某伺服作动器为研究对象，计算了橡胶O形圈的疲劳寿命，为橡胶材料寿命预测提供了分析方法和数值依据。
王星盼[8]对不同温度和多轴应力作用下的橡胶进行疲劳特性研究，通过有限元方法对橡胶构件进行了寿命预测。
裴硕等[9]基于断裂力学理论，对丁腈橡胶建立了疲劳寿命预测模型，通过FE-SAFE软件对橡胶材料进行了寿命预测。
综上所述，橡胶材料寿命预测最常见的方法有S-N曲线法、裂纹萌生法和裂纹扩展法。
1 S-N曲线法对橡胶密封圈施加周期性应力(应变)是影响疲劳寿命的主要原因，应力(应变)增加，疲劳寿命减少，反之增加。
O形密封圈沟槽底角对密封性能的影响
O形密封圈沟槽底角对密封性能的影响许浩;曾良才;湛从昌【摘要】基于三重非线性理论,运用ANSYS Workbench软件,研究O形密封圈沟槽底角对密封性能的影响.在沟槽底角a分别取80°、90°和100°的条件下,仿真分析了介质压力和摩擦系数变化时O形圈的Von Mises应力和接触压力分布情况,以此为O形圈密封性能的判定依据.结果表明,在一定的初始压缩率(ε=15％)和摩擦系数(f=0.1)条件下,沟槽底角不同时O形密封圈的最大Von Mises应力和最大接触压力都随着介质压力的升高而增大,其中a=80°和a=100°时的Von Mises应力变化基本相同,且始终大于a=90°时的对应值;与其他两种沟槽底角相比,a=100°时O形圈主密封面上的最大接触压力较大,密封性能更好;在一定介质压力下,沟槽底角不同时O形密封圈在3个密封面上的最大接触压力都随着摩擦系数的增大而先降后升,但始终大于介质压力,从而可以确保其密封性能良好.【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(042)004【总页数】6页(P284-289)【关键词】O形密封圈;密封性能;沟槽底角;VonMises应力;接触压力;有限元分析【作者】许浩;曾良才;湛从昌【作者单位】武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北武汉,430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉,430081【正文语种】中文【中图分类】TB42O形密封圈是液压与气动系统中使用最广泛的一种密封件。
它既可用于静密封，也可用于动密封；不仅能单独使用，而且是许多组合式密封装置中的基本组成部分。
目前，对O形密封圈的研究大多采用有限元分析方法。
魏列江等[1]利用ABAQUS 有限元软件研究介质压力为2.5～16 MPa时O形密封圈沟槽的槽口倒角半径对密封圈内部Von Mises应力和接触压力的影响。
几种典型的应力应变曲线
几种典型的应力应变曲线
应力-应变曲线是材料力学性质的重要描述，不同材料在受力过
程中的应力-应变曲线形态各异。
以下是几种典型的应力-应变曲线： 1. 弹性材料的应力-应变曲线：
弹性材料在受力后，应变随着应力的增加呈线性关系，称为线
弹性阶段。
在该阶段，应力-应变曲线呈直线，斜率代表了材料的弹
性模量，材料会完全恢复到原始状态。
2. 塑性材料的应力-应变曲线：
塑性材料在受力后，经过线弹性阶段后会出现塑性变形。
在这
个阶段，应力-应变曲线呈现出一个明显的屈服点，称为屈服阶段。
在屈服点之后，材料的应变会继续增加，但应力不再线性增加，而
是逐渐饱和。
3. 蠕变材料的应力-应变曲线：
蠕变材料是指在长时间持续受力下会发生徐变（蠕变）现象的
材料。
蠕变材料的应力-应变曲线呈现出三个阶段，初期蠕变阶段、稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段。
初期蠕变阶段是指应力随时间呈指数增长，而应变增长较慢；稳定蠕变阶段是指应力和应变的增长速度逐渐趋于稳定；加速蠕变阶段是指应力和应变的增长速度明显加快。
4. 脆性材料的应力-应变曲线：
脆性材料在受力后，应力-应变曲线呈现出一个明显的峰值，称为破裂点。
在破裂点之前，应力和应变的增长较为线性，但在破裂点之后，材料会迅速破裂。
需要注意的是，不同材料的应力-应变曲线可能会有一些变化，而且曲线的形态还受到温度、应变速率等因素的影响。
以上只是一些常见材料的应力-应变曲线的一般特征，具体情况还需要根据具体材料和实验条件来确定。
O形橡胶密封圈应力与接触压力的有限元分析
W = C1 ( I1 - 3) + C2 ( I2 - 3)
式中 : W 为应变能 ; C1 , C2 为常数; I1 =λ21 +λ22 +λ23 ,
I2 =λ21λ22 +λ22λ23 +λ23λ21 ,
I3
=λ21λ22λ23 ,
单元由接触单元 CONTA175和目标单元 TARGE169配 对组成 (虚拟单元 , 未显示 ) 。分析中采用的橡胶材
料模型为近似不可压缩弹性材料的穆尼 2瑞林 (Moo2 ney2R irlin) 模型 , 和材料的应变能偏量部分有关的
两个材料常数 C1 和 C2 (常称之为穆尼材料常数 ) 分 别为 1187和 0147[1, 6 ] 。
范 ·米塞斯 (Von M ises) 应力σ为 : σ = { [ (σ1
从图中可以看出 : 在无
-
σ 2
)
2
+
(σ2
-
σ 3
)
2
+ (σ3
-
σ 1
)
2
]
/2} 1/2 ,
其中 ,
σ 1
、
σ 、σ 为单元 体
2
3
3 个 方 向 的 主 应 力 。范
·米塞 斯
(Von M ises) 应力反应了 O 形圈截面上各主应力差值
Keywords: rubber sealing O 2ring; stress; contact p ressure; finite element analysis
O 形橡胶密封圈具有结构紧凑 、制造简单 、拆装 方便 、成本低廉等特点 , 是一种适应性很强的密封 件 , 在一般使用条件下 , 具有良好的尺寸稳定性和长 时间保持弹性的能力 , 主要应用于径向和轴向的静密 封 , 以及速度和压力较小情况下的动密封 。
气动平衡器O形密封圈密封性能分析与试验
机廉可拿性Reliability of Machine Tool2021年第2期气动平衡器O形密封圈密封性能分析与试验邵瑞影①王洪军②宋娟①葛伟伟①(①青岛黄海学院智能制造学院，山东青岛266427；②青岛万宝压缩机有限公司，山东青岛266427)摘要:针对气动平衡器中O形密封圈的密封问题，利用ANSYS软件建立有限元分析模型,得出不同预压缩率和工作压力下应力的变化规律。
研究结果表明，随着预压缩率和工作介质压力的增大,密封圈所受到的最大接触应力和von Mises应力随之增大，预压缩率取20%时,von Mises应力受到工作压力的影响较小，密封效果较好。
搭建气动平衡器密封圈密封性能测试试验平台，通过测量重物最终稳定时下降的距离计算出装置的泄漏量，通过泄漏量检验密封效果，根据试验结果，证明选用的O 形密封圈具有良好的密封性能,可以满足现场工作的需要。
关键词:气动平衡器;O形密封圈;密封性能;试验；ANSYS中图分类号:TH138文献标识码:BDOI：10.19287/ki.1005-2402.2021.02.002Analysis and test of sealing performance of pneumatic balancer O-ring sealSHAO Ruiying①，WANG Hongjun②，SONG Juan®,GE Weiwei®((DSchool of Mechanical and Electrical Engineering,Qingdao Huanghai University,Qingdao266427,CHN；②Qingdao Wanbao Compressor Co.,Ltd.,Qingdao266427,CHN)Abstract:Aiming at the sealing problem of O-ring in pneumatic balancer,the finite element analysis model was established by using ANSYS software,and the change law of stress under different precompression rate andworking pressure was obtained.The results show that the maximum contact stress and von Mises stress ofthe sealing ring increase with the increase of the precompression rate and the working medium pressure.The sealing performance test platform of pneumatic balancer sealing ring was built.The leakage amount ofthe device was calculated by measuring the falling distance of the weight when it was finally stabilized.The sealing effect was checked by the leakage amount.Keywords:pneumatic balancer；O-ring seal close；sealing performance；test；ANSYS随着社会科技的进步,气动装置发展迅速,逐渐占据了吊装领域E。
密封圈应力应变曲线
密封圈应力应变曲线
密封圈应力应变曲线是指在特定温度和压力下，密封圈所承受的应力和应变之间的变化关系。
这个曲线通常用于评估密封圈的性能和选择最佳的材料。
在曲线上，应力通常是在压缩下增加的，而应变通常是呈线性增加的。
然而，随着温度和压力的变化，密封圈的应力应变曲线也会发生变化。
因此，正确选择密封圈材料至关重要。
除了确保材料能够承受所需的压力和温度外，还需要考虑其他因素，如材料的化学惰性、耐磨性和耐腐蚀性等。
总之，密封圈应力应变曲线是一个非常有用的工具，可帮助设计师选择最适合其特定应用的密封圈。
- 1 -。
橡胶O形密封圈的变形及应力分析
1994年10月收到;1994年12月收到修改稿。
33西安市169信箱101室 710000第10卷 第3期航空动力学报 V o l 110N o 131995年7月Journa l of Aerospace Power Ju ly 1995橡胶O 形密封圈的变形及应力分析航天工业总公司四十一所 任全彬 陈汝训 杨卫国【摘要】 建立了橡胶O 形密封圈多边界有摩擦接触问题的接触模型,同时还根据多维应力蠕变理论的基本原理建立了橡胶类材料的应力松驰模型。
在此基础上,采用已有文献给出的大应变问题有限元法,计算了橡胶O 形密封圈在工作状态下的变形及应力分布规律,从而为可靠地设计橡胶O 形密封圈提供了理论依据。
主题词: 橡胶O 形密封圈 大应变问题 接触问题 应力松驰 分类号: V 255.3 O 343.3目前,国内外橡胶O 形密封圈(简称O 形圈)的设计基本上是依赖一些经验数据和定性原则[1],O 形圈在密封槽内的变形及密封界面上的接触压应力的分布是影响O 形圈密封性能的重要参数,但要得到精确的解是非常困难的。
本文在一定的假设条件下,用有限元法[2]计算了在固体火箭发动机贮存和工作状态下的O 形圈在密封槽内的变形及应力,得到的计算结果和实验结果符合较好,为可靠地设计橡胶O 形密封圈提供了一定的理论依据。
1 计算模型111 基本假设(1)O 形圈材料具有确定的弹性模量E 和泊松比Τ。
(2)取Τ为接近015的常数;(3)钢构件组成的密封槽槽壁看作O 形圈变形时的约束边界,O 形圈受到的压缩看作由某个约束边界的指定位移引起;(4)接触点接触状态有粘式接触和滑移接触;接触边界上存在静摩擦力和滑动摩擦力;(5)O 形圈材料拉抻与压缩的蠕变性质相同;(6)蠕变不引起体积变化。
112 有限元基本方程为反映大应变及摩擦力对O 形圈变形的影响,并由基本假设(1)、(2),可以采用大变形弹图1 O 形圈的接触模型性速率型本构方程[3]。
应力应变曲线解析
金属材料的变形与再结晶
1 金属的应力－应变曲线 2 金属的塑性变形 3 回复与再结晶 4 金属热变形、蠕变与超塑性
1
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A
典型的结晶高聚合物材料具有此特
征，这与其结构有关。
B
23
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不同类型材料典型的拉伸应力－应变曲线
退火低碳钢： 在拉伸应力-应变曲线上，出现屈服平台，平台的延伸长度
随钢的含碳量增加而减少。 当含碳量增至0.6%以上，平台消失。
24
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其它类型材料的应力-应变曲线
拉伸速率对材料应力－应变曲线的影响 26
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感谢您的欣赏！
27
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材料由弹性连续过渡到塑性变形，塑性变形时无锯齿形平台， 变形时总伴随着加工硬化。
19
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3）第Ⅲ种类型：弹性－不均匀塑性变形 在正常弹性后，有一系列锯齿叠加在抛物线型曲线上。 此类材料特性：是由于材料内部不均匀变形所致。
出现的情况： （1）面心立方金属在低温和高应
变率下，其塑变通过孪生进行。 标距的长度随孪生带的成核和生
E
E－材料的弹性模量（杨氏模量）
特点：具有可逆应力－应变曲线 和不出现塑性变形的特征。
典型材料：如玻璃、岩石、多种 陶瓷、高交联度的高聚合物和低 温下的某些金属材料。
此类材料抗脆性（低能量）断裂 的能力是极需注意的问题。
14
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苏打石灰玻璃：应力-应变曲线只显示弹性变形，没有塑性 变形立即断裂，这是完全脆断的情形。
应力应变曲线解析
2. 铸铁、陶瓷：只有第I阶段
3. 中、高碳钢：没有第II阶段
6
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3、真应力S－真应变e 曲线
3、真应力S－真应变e 曲线：（流变曲线） 在实践的塑性变形中，试样的截面积与长度也在不断发生着变化，在研究
金属塑性变形时，为了获得真实的变形特性，应当按真应力和真应变来进 行分析。 流变曲线真实反映变形过程中，随应变量增大，材料性质的变化。
② 由试件总长度变化来定义其真应变e，就有可能认为该
长度变化是一步达到的，或任意多步达到的。
e
L1 L0 L0
L2 L1 L1
L dL L L0
ln
பைடு நூலகம்L L0
ln
试件最终长度 试件初始长度
12
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因此，若试件分几次拉伸（如分2次拉伸），则 各次拉伸工程应变量之和不等于一次拉伸的工程应变量。
粘弹性：是指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理 同时存在的力学行为。
其特征是应变对应力的响应 （或反之)不是瞬时完成的 （应变落后于应力），需要 通过一个弛豫过程，但卸裁 后，应变恢复到初始值，不 留下残余变形。
17
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2）第Ⅱ种类型：弹性－均匀塑性
若材料具有不可逆的塑性变形能力，在弹性变形后，接着有 一个均匀变形阶段，应力-应变曲线呈现为第Ⅱ类型。
工程结构陶瓷材料：如Al2O3，SiC等，淬火态高碳钢、普通 灰铸铁也属这种情况。
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完全弹性材料： 不适用于在拉伸载荷下的工程应用，但用于承受压缩载荷时，
却是一种理想的材料。因为脆性材料受压时强度比受拉时强 度要大好几倍。 如：混凝土材料是其极好的例子，广泛用于受压的情况。
91应力应变曲线解析
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2、工程应力σ －应变ε曲线
工程应力σ－应变ε曲线：
不能真实反映试件拉伸过程中应力和应变的变化关系。 实际拉伸中，随载荷F 增加，长度 L0 伸长，截面积 A0 相应
减少。
F
A0
L L0 L
L0
L0
工程应力－应变曲线
1. 低Ｃ钢、正火、退火调质中Ｃ钢，低、中C合金钢某些Al合金及某 些高分子材料具有类似上述曲线。
随钢的含碳量增加而减少。 当含碳量增至0.6%以上，平台消失。
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其它类型材料的应力-应变曲线
弹性变形
弹性变形、 塑性变形
非线性
弹性变
1—纯金属
形
（Al、Cu、Ag等）
2—高弹性材料
（橡胶）
3—脆性材料
（陶瓷、白口铸铁、淬火高碳钢）
(MPa)
900
800
1
1、锰钢
700
2、硬铝
600
2 500
L1 L0 L2 L1
L0
L1
L dL L L0
ln
L L0
最终长度 ln 初始长度
工程应变 L L0 L
L0
L0
9
3）真应力S 与工程应力σ关系 当材料拉伸变形是等体积变化（A0L0=AL）过程时， 真应力S 和工程应力σ 之间存在如下关系：
加 ）。
② 由试件总长度变化来定义其真应变e，就有可能认为该
长度变化是一步达到的，或任意多步达到的。
e
L1 L0 L0
L2 L1 L1
L dL L L0
ln
L L0
试件最终长度 ln 试件初始长度
pp-ps-应力应变曲线
实验样品
实验前：
左边为聚苯乙烯（ps），右边为聚丙烯（pp）
聚苯乙烯：一种无色透明的热塑性塑料，为非
晶态无规聚合物，具有优良的绝
热、绝缘和透明性。
聚丙烯：为半透明无色固体，无臭无毒，由于结
构规整而高度结晶化，耐热、耐腐蚀，
密度小，是最轻的通用塑料。
实验后：
聚丙烯聚苯乙烯
出现细颈现象，细颈沿样条出现银纹现象，在材料扩展，载荷增加不多或几乎不增的表面或内部垂直于应力方向加，试样应变却大幅增加。
上出现细微裂纹和凹槽。
一：聚丙烯（pp ）
①：相同速率的条件下（50 mm/min ）
0.0
0.4
0.8
010
20
30
s t r e s s (M P a )
strain
1
3
2
②：不同速率条件下
10
20
30
40
s t r e s s (M P a )
strain
随着拉伸速率的提高，聚合物的模量增加，屈服 应力、断裂强度增加，断裂伸长率减小。
二：聚苯乙烯（ps ）
*拉伸速率都为 50mm/min
0.00
0.020.040.060.080.100.120.140.160.180.20
010
20
30
40
50
s t r e s s (M P a )
strain
1
23
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应力应变曲线振荡 -回复
应力应变曲线振荡-回复
应力应变曲线振荡是一种在材料或结构在受到周期性加载或外力作用下的情况下出现的状态。
当应力应变关系呈现出周期性的振荡或波动时，这种现象就发生了。
在应力应变曲线中，横轴代表应变，纵轴代表应力。
通常情况下，当加载力逐渐增加时，材料的应变和应力也会随之增加，形成一个上升的曲线。
然后，当加载力达到最大值后，开始逐渐减小，应变和应力也开始下降。
这个过程中可能会出现一些波动，这种波动就是应力应变曲线的振荡。
在应力应变曲线振荡的过程中，如果外力作用突然停止或减少，应变会开始逐渐减小，这个过程就是回复。
在回复过程中，材料的弹性变形会逐渐恢复，应变和应力之间的关系也会发生变化。
总的来说，应力应变曲线振荡是材料在受到周期性加载或外力作用下的一个重要特征。
通过研究应力应变曲线振荡，可以更好地了解材料的力学性能和变形行为，为工程设计和应用提供重要的参考。
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密封圈应力应变曲线
密封圈应力应变曲线是一种重要的机械性能测试方法，用于评估密封圈的弹性变形能力和耐久性。
该曲线一般分为三个阶段：初始阶段、线性阶段和破坏阶段。
在初始阶段，密封圈呈现出弹性形变，应变与应力成正比；在线性阶段，密封圈开始出现塑性变形，应变与应力不再成正比，这个阶段称为“弹塑性转变点”；在破坏阶段，密封圈的应力达到极限值，出现塑性流动和撕裂破坏，应变曲线呈现出下降趋势。
通过分析密封圈应力应变曲线，可以确定密封圈的最大承载能力、弹性恢复能力和使用寿命。
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