矩形橡膠密封圈由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)在一些領(lǐng)域中取代 O形密封圈得到廣泛應(yīng)用。它是 應(yīng)用最早且最廣泛的光桿密封材料 ，約占井口密封圈總用量的百分之九十八以上 ，在采油生產(chǎn)中發(fā)揮了舉足輕重的作用。近年來對(duì)密封圈的研究主要集中在 O形密封圈方 面，而對(duì)矩形密封圈的密封性能研究較少。侯友夫應(yīng)用潤(rùn)滑方程 、彈性平衡方程和縫隙流理論分析了往復(fù)矩形密封圈的密封性能；

利用ANSYS軟件分析了初始?jí)嚎s率和液體壓力對(duì)矩形圈變形和密封面處接觸壓力的影響，并與O形圈進(jìn)行了對(duì)比；利用ANSYS軟件分析摩 擦因數(shù)和橡膠彈性模量對(duì)矩形密封圈的影響。本 研究分析在靜密封中初始?jí)嚎s率 、介質(zhì)工作壓力 、橡膠材料硬度、摩擦因數(shù)和動(dòng)密封中軸筒運(yùn)動(dòng)速度對(duì)密封圈的變形、接觸應(yīng)力和等效應(yīng)力的影響，并對(duì)矩形密封圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化 ，以期為橡膠密封圈的優(yōu)化與密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ) 。

矩形密封圈結(jié)構(gòu)優(yōu)化：

針對(duì)矩形密封圈靠近間隙處的頂角最易發(fā)生失效的問題，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)計(jì)出單邊倒角和雙邊倒角兩種結(jié)構(gòu)的密封圈。

取初始?jí)嚎s率為百分之十，介質(zhì)工作壓力為10兆帕，在Abaqus軟件中對(duì)兩種結(jié)構(gòu)密封進(jìn)行有限元分析，其Mises應(yīng)力分布所示，最大應(yīng)力仍然集中在靠近間隙處，雙邊倒角密封圈變形量大與單邊倒角密封圈。

優(yōu)化前后三種結(jié)構(gòu)密封圈的最大Mises應(yīng)力和接觸應(yīng)力所示，通過比較發(fā)現(xiàn)，在介質(zhì)壓力10兆帕下，矩形結(jié)構(gòu)的密封效果并不理想；密封圈雙邊倒角后的最大接觸應(yīng)力明顯增大，但同時(shí)其Mises應(yīng)力也比前兩種結(jié)構(gòu)大，極易將靠近間隙處的橡膠體剪掉，從而影響整體密封效果；

單邊倒角后的密封圈最大接觸應(yīng)力明顯增大，其密封性能比以前有提高，同時(shí)其Mises應(yīng)力也增大，但其接觸面積大于雙邊倒角結(jié)構(gòu)，可見在相同工作條件下，對(duì)矩形密封圈靠近凹槽側(cè)壁一邊倒角可以增強(qiáng)密封圈的密封效果，提高密封性能。