润滑与密封

作者：胡晓明，运飞宏，石磊，孙海亭，杨成鹏，王立权，刘伟丰，矫克丰

单位：海洋石油工程股份有限公司设计院,,哈尔滨工程大学机电工程学院,,海洋石油工程股份有限公司设计院,,哈尔滨工程大学机电工程学院,,海洋石油工程股份有限公司设计院,,哈尔滨工程大学机电工程学院,,哈尔滨工程大学机电工程学院,,哈尔滨工程大学机电工程学院,

关键词：金属密封圈;接触应力;结构优化;密封性能;水下卡箍连接器

基金：工信部高技术船舶科研项目 (MC-201901-S01-03)

水下卡箍连接器金属密封圈的结构对密封性能影响很大。为得到最优的密封圈结构尺寸，通过有限元静力学分析及优化模块，分析金属密封圈所受的接触应力与结构参数之间的关系。结构优化以法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度为设计变量，最大接触应力和最小法兰轴向力为目标函数，密封圈最大等效应力为约束变量，建立水下卡箍连接器的多目标优化模型，并使用响应面方法对其进行优化，得到多目标优化下密封圈最佳的尺寸组合。结果表明：在法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度4个参数中，法兰锥面倾角对密封圈所需轴向力影响最大，角度越小，密封圈所需要的轴向力越小；优化后的密封圈在同样接触应力时，最大等效应力降低7.7%，法兰轴向力降低37.3%。可见在密封相同压力下，优化后密封圈需要的轴向力更小，因而使用寿命更长。

来源：2022年第7期

《润滑与密封》期刊编辑部

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