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摘要
利用ABAQUS软件建立了高压氢气环境下橡胶O形圈静密封结构的有限元分析模型，研究了高压氢气作用下由于橡胶材料的吸氢膨胀对O形圈变形及应力的影响，探讨了不同初始压缩率、氢气压力、沟槽间隙、有无挡圈等工况下O形圈最大Von Mises应力、最大剪切应力和最大接触应力的变化规律。结果表明：高压氢气环境下，吸氢膨胀会导致橡胶O形圈的截面高度和面积的增加，但对O形圈的应力基本无影响。增加O形圈压缩率会提高初始安装工况下的接触应力，有利于初始密封的形成，但当介质压力较大时，过高的压缩率会显著增加剪切应力，导致O形圈发生剪切破坏。相较于低压工况，高压下密封沟槽间隙对O形圈的Mises应力和剪切的影响非常显著，较大的沟槽间隙会使O形圈发生挤出和剪切破坏，而安装密封挡圈可明显改善O形圈的变形和应力情况，有效防止O形圈被挤入沟槽间隙，同时提高密封性能。
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