基于压力渗透载荷的Y形往复密封结构的可靠性分析及结构优化

以Y形往复密封结构为对象，开展往复密封可靠性分析与结构优化。首先，构建了Y形往复密封结构的有限元模型，并基于压力渗透载荷的加载方式模拟了流体介质压力对Y形密封圈的作用。然后，分析了介质压力和接触面摩擦系数对Y形密封可靠性的影响规律，得到了接触压力和摩擦力在主密封面上的分布规律和变化趋势。最后，针对反行程时Y形密封圈的接触压力和摩擦力过大的问题，运用最佳填充空间设计方法，以反向行程时Y形密封圈最大接触压力的最小值为目标函数构建响应面模型，并使用多目标遗传算法对Y形密封截面的唇边宽度尺寸进行了优化，得到了Y形密封圈最大接触压力和径向力的边界条件。结果表明：优化后反行程时Y形密封圈径向力和摩擦力降低了4.759%，可有效提升Y形密封结构的可靠性。