Numerical analysis of the states of deformation and stress in the sealing elements

Abstract

The state of deformation and stress in the sealing elements is of high importance for the projecting of the sealing rings on the electronic covers in a plane. Modeling is required in order to predict the pressurization in cabins during a flight. In this study the influence of parameters on the characteristics of materials was investigated. Because of the non-linearity caused by different geometry and high deformation, the analysis of mutual effects between a sealing ring and a gutter is a very complex three dimensional problem. Experimental testing of the sealing ring was performed as an investigation of compression, which was mostly used for the analysis of an elastomer. Numerical analysis of the behavior of a sealing element was performed using the finite element method with a variant of basic tension and states through the material. Because of the present friction between the sealing element and the gutter, a friction coefficient was involved in the numerical analysis of the present deformation. The obtained experimental and numerical values were compared. The best agreement between the experimental results and numerical analysis was reached for an application of the input set for the basic states of the elongation tension and volume compression.

Анализ деталей, изготовленных из сверхупругих материалов с дополнительным покрытием, представляет собой сложную процедуру, имеющую целью прогнозирование некоторых деформированных и напряженных состояний в уплотнительном элементе системы беспилотного самолета, используемого для наблюдения за транспортной инфраструктурой. С целью установления точных значений напряжения и деформации в уплотнительном элементе изучено влияние наиболее значимых параметров на характеристики материалов. Проведен численный анализ поведения уплотнительного элемента, описывающий материал с помощью метода конечных элементов при различных основных напряженных и деформированных состояниях (растяжение и коррозия с объемным сжатием). Представлено сравнение полученных экспериментальных данных и результатов расчета.

Аналіз деталей, виготовлених з надпружних матеріалів з додатковим покриттям, є складною процедурою, ціллю якої є прогнозування деяких деформованих і напружених станів в ущільнювальному елементі системи безпілотного літака, використовуваного для спостереження за транспортною інфраструктурою. З метою встановлення точних значень напруження і деформації в ущільнювальному елементі вивчено вплив найбільш значущих параметрів на характеристики матеріалів. Проведено чисельний аналіз поведінки ущільнювального елементу, який описує матеріал за допомогою методу кінцевих елементів при різних основних напружених і деформованих станах (розтягування й корозія з об’ємним стисненням). Представлено порівняння отриманих експериментальних даних і результатів розрахунку.