润滑与密封

作者：黄伟旋，岳婷，林起崟，党琰，周意葱，闫嘉霖，洪军

单位：西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,,西安航天发动机有限公司,,西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,,西安航天发动机有限公司,,西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,,西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,,西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,

关键词：U形密封环;密封性能;优化设计;接触宽度;接触应力

基金：国家自然科学基金项目（52222508；51975457）

U形密封环是液体火箭发动机常用的一种密封结构，其密封性能是决定发动机可靠性的关键因素。为研究U形环的密封机制，改善其整体结构的密封性能，构建U形环密封结构的有限元分析模型，分析常温预紧工况和低温工作工况下密封环的密封性能。结果表明：相对于常温（20 ℃）预紧工况，低温（-183 ℃）工作工况下U形环密封面的有效接触宽度和接触应力更大，但仍存在密封面接触不充分的问题。采用密封界面形貌的优化设计方法对U形环密封界面进行优化设计，优化后U形环密封面从平坦形貌变为非平坦的非线性形貌，低温工作工况下U形环密封面的有效接触宽度增加了138%,接触应力分布均匀程度提升了99%，密封面的有效接触宽度大幅增加，接触应力分布的均匀性大幅改善，整体结构的密封性能显著提升。

来源：2024年第5期

《润滑与密封》期刊编辑部

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