矩形橡膠密封圈由于結(jié)構(gòu)簡單等特點在一些領(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。近年來對密封圈的研究主要集中在 O形密封圈方 面，而對矩形密封圈的密封性能研究較少。侯友夫應(yīng)用潤滑方程 、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軟件分析了初始壓縮率和液體壓力對矩形圈變形和密封面處接觸壓力的影響，并與O形圈進行了對比；利用ANSYS軟件分析摩 擦因數(shù)和橡膠彈性模量對矩形密封圈的影響。本 研究分析在靜密封中初始壓縮率 、介質(zhì)工作壓力 、橡膠材料硬度、摩擦因數(shù)和動密封中軸筒運動速度對密封圈的變形、接觸應(yīng)力和等效應(yīng)力的影響，并對矩形密封圈的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化 ，以期為橡膠密封圈的優(yōu)化與密封結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論基礎(chǔ) 。

矩形密封圈結(jié)構(gòu)優(yōu)化：

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

取初始壓縮率為百分之十，介質(zhì)工作壓力為10兆帕，在Abaqus軟件中對兩種結(jié)構(gòu)密封進行有限元分析，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，對矩形密封圈靠近凹槽側(cè)壁一邊倒角可以增強密封圈的密封效果，提高密封性能。