可压缩性与长径比对长弹性密封件性能的影响
应用物理
2017-07-27 v1
摘要
近期实验表明，在相对光滑的测试夹具中，密封件长度对长弹性体密封件的性能没有统计上的显著影响。受这些结果启发，我们通过解析和计算手段研究了密封件长度和可压缩性对密封件所能承受的最大压差的联合效应。我们针对具有大长径比的微可压缩密封件提出了一种圣维南类型的解析剪切滞后解，该解在远离密封件端部的区域与非线性有限元模拟结果吻合良好。然而，在实验观察到断裂的高压端和低压端，解析解与详细的有限元计算结果吻合度较差。尽管如此，我们证明该解析解提供的远场应力测量值，在一系列长径比和体积模量范围内，与计算得到的密封件两端小裂纹扩展的能量释放率相关联。因此，单次有限元模拟结合解析解即可用于确定在广泛的几何形状和可压缩性范围内密封件两端的断裂倾向。最后，利用一个假定的临界能量释放率，我们使用解析解预测高压端的裂纹是先于还是后于低压端的裂纹开始扩展，并将其与有限变形超弹性密封件的有限元模拟结果进行了比较。
引用
@article{arxiv.1707.08166,
title = {Effect of compressibility and aspect ratio on performance of long elastic seals},
author = {Benjamin Druecke and David M. Parks and Anette E. Hosoi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.08166},
year = {2017}
}