文章标题：中低压氢环境下橡胶O形圈密封性能仿真分析

文章作者：张捷1,2　朱建鲁1　李玉星1　刘翠伟1　陆玉臣1
关 键 字：橡胶O形圈;吸氢膨胀;掺氢比;密封性能
文章摘要：

为了研究多因素耦合下橡胶O形圈密封性能参数的变化规律,利用ABAQUS有限元软件建立中低压氢环境下法兰密封组件二维模型。通过对比发现,压力0.5~2.0 MPa纯氢环境下橡胶O形圈密封性能参数随截面直径增大而无明显变化;压力升至5.0 MPa时,纯氢环境下橡胶O形圈的接触应力和Mises应力显著增大,若进一步增大截面直径,接触应力增大以及Mises应力减小可提高密封系统的密封性能。接触应力随压力和预压缩率增大而增大,但Mises应力与气体压力、预压缩率之间关系较为复杂,氢气压力≤1.0 MPa时Mises应力峰值随预压缩率增大而增大,对密封不利;氢气压力为2.0 MPa时Mises应力峰值随预压缩率增大呈先减后增趋势,Mises应力存在极小值;氢气压力为5.0 MPa时接触应力峰值随预压缩率增大反而减小,可提高组件密封性能。中低压氢环境下橡胶O形圈的吸氢膨胀效应较小,截面直径和施加预压缩率一定时，掺氢比的改变对橡胶O形圈的密封性能参数未产生明显影响。研究成果可为纯氢或掺氢管道密封系统研究提供有效参考。