利用有限元分析軟件ABAQUS對非理想形貌O形橡膠密封圈在不同密封間隙和介質壓力下的變形與受力情況進行了分析研究，得出了相應的Von Mises應力與接觸壓力分布，并與理想形貌O形圈的情況進行了對比。結果表明：非理想形貌(錯模、分模扯縮、分模飛邊) O形圈在不同密封間隙和不同介質壓力下的最大接觸壓力均大于介質壓力，能夠達到密封效果，但是其最大Von Mises應力均大于理想形貌O形圈的最大Von Mises應力，表明非理想形貌O形圈應力松弛現象越明顯，容易出現裂紋，帶有分模飛邊形貌的O形圈Von Mises應力明顯高于其他兩種。

　　引言

　　目前，液壓系統中的密封性能基本都是通過橡膠密封件來保證的，O形橡膠密封圈由于具有結構簡單、成本低廉及安裝方便等優點而廣泛應用于液壓系統中。國內外學者對O形圈密封性能的研究主要是基于理想表面形貌展開的，實際表面形貌對O形圈密封性能的影響還未有研究報道。

　　本文利用有限元分析軟件ABAQUS，針對三種典型的非理想形貌(錯模、分模扯縮、分模飛邊表面缺陷)的O形圈建立了二維軸對稱有限元計算模型，在不同密封間隙以及不同介質壓力的工作狀態下，對其安裝和工作過程中的變形、內部等效應力、接觸壓力分布等影響密封結構密封性能的參數進行了分析。并將結果與理想形貌的O形圈工作狀態下對應參數進行了對比，真空技術網(http://www.jnannai.com/)認為本研究對密封圈設計制造、評價及使用具有一定的指導意義。

1、幾何模型的建立

　　設計如圖1所示的典型平面靜密封結構，密封圈尺寸：272×5.3(國際標準ISO 3601/1)，具體密封結構參數見表1。

圖1 典型平面靜密封結構

表1 密封結構參數

　　根據密封圈的截面尺寸，結合工程實際生產中最常見的O形圈表面缺陷，并參考滿足質量要求的三種表面缺陷最大允許偏差，建立如圖2、圖3、圖4所示幾何模型。

2、結論

　　通過對帶表面缺陷的O形圈的仿真分析，并與理想形貌O形圈的計算結果作對比，獲得如下主要結論和發現：

　　(1)非理想形貌O形圈在受擠壓的狀態下，一般均能滿足接觸壓力大于介質壓力的密封條件，所以主要依據Von Mises應力分布與最大Von Mises應力值來判斷密封性能的好壞，根據最大Von Mises應力值的位置判斷密封圈易損位置。

　　(2)3種典型缺陷類型下，O形圈內部最大Von Mis⁃es分布位置不同，其中錯模和分模飛邊模型下的最大接觸應力位置分布在缺陷附近，而分模扯縮狀態下的最大Von Mises應力分布點和理想形貌下的分布基本一致。

　　(3)在缺陷分模飛邊的狀態下，其Von Mises應力變動最大，并且遠高于理想形貌下的對應值，所以生產過程中應該盡量避免此類缺陷的出現。