减少建模及分析的时间。所建的油封的二维轴对称模型如图

2 所示.型号 50X70 X8 (mm)。材

料为丁睛橡胶

(NBR)。途中 β 为油封弹簧中心与油封唇口间的垂直距离，也被称为理论接触

宽度。

a 和 β 分别为油封唇口油侧及空气侧与轴的夹角，又称为前唇角和后唇角。 

2 有限元模型 

本文所进行的静态分析中，油封材料

(橡胶)的超弹特性以及分析中存在的大变形和接触问

题，使得分析包含了材料非线性，接触非线性以及大变形

(结构)非线性 3 种情况。这些非线

性往往使分析难以收敛，所以为了分析的方便，在不太影响分析结果的情况下作者提出了
一些假设。

 

(1)油封材料具有确定的弹性模量 E 和泊松比 μ; 

(2)由钢制造的轴及油封固定外套的刚度是橡胶的几万倍，可以不考虑其变形，即视为油封
变形时的约束边界。

 

本文用简化后的

Mooney——Revlin 模型描述橡胶材料的应变能函数: 

W=C1(I1-3)+C2(I2-3) 

应力应变关系为

:

本文使用的分别为

C1 和 C21.87 和 0.47。 

分析模型中，橡胶单元采用

HYPER74，弹簧和骨架采用线性实体单元 PLANE82，模型中

还包含

ANSYS 建立接触对时自动生成的接触单元 TARGE169 和 CONTA172。求解只设了一

个载荷步

—由轴施加的作为过盈量的 X 方向的位移。 

3 计算结果分析 

本文在静态下对影响油封唇口接触压力大小及分布的因素进行分析。分析结果及分析如下。

 

(1)唇口接触宽度 R 值的大小(如图 2 所示)对油封唇口压力大小及分布的影响.

 

图

2 油封集合模型

 

图

3 油封的有限元模

型

油封唇口接触宽度

R