橡膠O形圈密封結(jié)構(gòu)老化狀態(tài)的模態(tài)分析

郭金柱，瞿金秀，史小偉，黃家琦，石長全，曹蔚，孫金絹

(1.西安工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西西安 710021；2.西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710049)

0 前言

橡膠密封結(jié)構(gòu)可以起到減振降噪、密封的作用，被廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)、航空、航海等眾多領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備中。在長期儲(chǔ)存和使用過程中，會(huì)受到氧氣、高溫、潮濕、各種化學(xué)介質(zhì)以及振動(dòng)等多種因素的影響，橡膠O形圈密封結(jié)構(gòu)的物理、化學(xué)及力學(xué)性能難免會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致密封性能降低，進(jìn)而影響到機(jī)械設(shè)備的性能和運(yùn)行安全。因此，研究橡膠密封結(jié)構(gòu)老化狀態(tài)的無損、在線、定量檢測(cè)方法是工程實(shí)際的迫切需要，對(duì)監(jiān)測(cè)橡膠密封結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)和保障機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行安全具有重要的作用。

關(guān)于橡膠密封結(jié)構(gòu)的研究，2015年，王剛等人研究了橡膠O形圈與壓縮率和載荷間的密封規(guī)律；張亞軍研究了水下O形圈空載和承載狀態(tài)下應(yīng)力的變化對(duì)密封性能的影響。2016年，陳家照等研究了壓縮率與結(jié)構(gòu)泄漏率之間的關(guān)系。2018年，ZHANG、XIE研究了橡膠O形圈的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封性能。目前，對(duì)于橡膠密封結(jié)構(gòu)的研究，主要集中在模擬密封過程和分析密封性能等方面，鮮有老化狀態(tài)檢測(cè)方面的研究。

綜上討論，本文作者基于ANSYS建立了有限元模型，使用輸入不同參數(shù)的方法達(dá)到了等效模型不同老化狀態(tài)的目的，完成了橡膠O形圈密封結(jié)構(gòu)老化狀態(tài)的模態(tài)分析，建立了老化狀態(tài)和固有頻率之間的變化關(guān)系。……