基于物理模型与统计分析的作动器活动密封O形圈磨损预测研究

作     者：宇文晓彤 黄以锋 潘晋新 王生龙 焦晓璇 

作者机构：空军工程大学航空工程学院 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：陕西省自然科学基金(2022JQ-586)项目资助 

主　　题：O形密封圈 磨损预测 有限元分析 统计分析 Holm-Archard模型 

摘      要：在实际服役环境中，飞机发生的总故障的40%是由于密封泄漏造成的，其密封性能的优劣直接影响产品的功能、性能和使用可靠性。然而，飞机上缺乏对密封圈的磨损监测，导致密封圈健康状态难以评估。针对这一问题，本研究提出了一种基于物理模型与统计分析的活动密封O形圈磨损预测方法，首先对密封圈的磨损进行了机理分析和参数测定;其次，采用Abaqus有限元软件模拟研究了密封圈的运动过程，得到密封圈的接触应力;然后，对舵机每个架次的累计行程进行统计分析，得到行程的概率统计曲线，结合Holm-Archard磨损模型得到磨损体积的概率分布曲线;最后，结合时间与行程的关系，建立了磨损体积与时间之间的数学模型。采用多个样本进行验证，结果表明，实际磨损体积在预测密度函数的3σ范围内的概率为95.83%，证明本研究建立的模型能够有较大概率预测活动密封的O形圈的体积磨损情况。