设计仿真 | Marc流体压力密封渗透功能

本文介绍了一种新的流体压力渗透分析方法。该功能捕捉了流体被压入橡胶密封圈和壳体间渗透效果，从而无需直接对流体进行建模。

该Marc仿真功能基于接触压力，并考虑了接触面渗入流体的影响。流体压力可以逐渐渗透到接触表面下方，以模拟流体在压力增加时的效果。

以下示例用于说明该过程。如图2所示的D形密封圈首先在安装阶段被压缩，然后施加流体压力。压力载荷施加在密封圈的整个边界上，该边界表示最终可以施加压力的区域。在此过程中，压力在渗透之前不会激活。这意味着它暴露在流体中。定义了一个初始渗透点，以指定流体压力最初活跃的位置。从起点开始，通过沿边界注压直到接触区域或负载末端来找到湿区。当负载在负载箱中激活时，就会发生这种压力显示。然后，随着负载的增加，当接触应力低于用户定义的阈值时，渗透区将在接触区下方生长。这里有两个效果。首先，随着压力载荷的增加，密封圈会膨胀并增加接触压力。其次，压力载荷在接触下渗入，降低了接触压力。如果第二种效应更大，密封圈就会泄漏。此过程可以用Marc2024.2版本进行实现。

压力渗透的仿真探测过程：

a) 施加预载荷，压缩橡胶密封圈；

b) 在初始浸湿表面上施加载荷，暴露于油压时压力激活；

c) 在部分渗透区域压力下降；

d) 增加压力；

e) 如果接触压力小于阈值；

f) 扩大渗透面 继续迭代，直到渗透表面压力达到最大面积，无法再继续渗透。

图3比较了两种情况，其中唯一区别密封圈和端盖接触面宽度差异性，及密封压缩量差异。接触面宽度越大，密封圈端面和端盖之间的间隙越小，密封效果越好。在第一幅图中，密封圈中的压力足够高，可以防止泄漏，但在第二幅图中间隙太大。在流体压力增加过程中，接触压力降至阈值以下，密封圈开始泄漏（流体压力在密封圈的两侧）。

图3：流体渗透分析结果对比

该案例可以参照Marc2024.2用户指南实例e134，帮助中对密封压力泄露有完整案例demo和详细的操作步骤说明。

（海克斯康工业软件）

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