丁腈橡胶硬度评估往复密封性能的等效方法研究

作     者：郭振 黄毅杰 柯玉超 郭飞 杨勇 

作者机构：株洲时代新材料科技股份有限公司 清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室 高性能橡胶材料与制品安徽省重点实验室 西北工业大学材料学院 

出 版 物：《润滑与密封》 (Lubrication Engineering)

年 卷 期：2025年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：往复密封 硬度 性能评估 有限元分析 

摘      要：本文针对密封行业材料性能与密封性能两张皮问题，仿真复现了橡胶硬度测试过程，耦合了流体力学、固体力学、接触力学等多物理场工况，建立了混合润滑数值计算模型，提出了一种硬度等效评估密封性能的方法。基于活塞杆往复密封系统，定量预测了硬度变化过程中密封系统的摩擦力、泄漏率等关键参数，通过试验台架进行了验证，明确了丁腈橡胶后续配方硬度设计优化范围。结果表明：在邵尔A 58～78的硬度范围内，硬度评估密封性能模型试验与仿真漏率误差范围在1.83%～8.17%，硬度等效评估方法具有较高可靠性；随着硬度升高，密封端面接触压力逐渐提高，接触宽度下降，在邵尔A值达到68前，硬度增加能够很好的提高密封性能，而后泄漏率虽有降低但并不明显，综合考虑密封效果与实际效用，该牌号丁腈橡胶硬度邵尔A值后续优化范围应在68～73之间。