磁流变液环境下密封副非线性磨损行为研究

摘要

为研究磁流变液摩擦动力学行为对密封副磨损机理的影响，建立表面粗糙度与铁粉耦合效应下的动态密封磨损模型，利用ANSYS对其进行微观接触力学仿真分析，并通过自制往复式动态密封磨损试验装置测试不同表面粗糙度活塞杆样本在两种介质下的摩擦磨损性能。结果表明，粗糙纹理与铁粉瞬时接触不仅能够缓解O形圈在微凸体交变剪切作用下表面出现的疲劳裂纹，还有助于削弱铁粉对活塞杆产生的微切割效应，使密封副在磁流变液工况下展现出良好的摩擦学性能;铁粉介于抛光样本与O形圈之间长期承受微观纹理施加的横向剪切力及纵向挤压力，迫使大量铁粉嵌入O形圈内部，并在往复运动的活塞杆表面产生明显的犁沟式磨痕，导致系统因两体磨粒磨损而过早引发密封失效。

关键词

磁流变液 / 表面粗糙度 / 磨损特性 / 摩擦动力学行为 / 磨粒磨损

基金资助

国家自然科学基金（52005346,51505298）; 辽宁省教育厅青年项目（LJ212410142021）;辽宁省教育厅面上项目（JYTMS20231191）; 辽宁省科技厅联合基金（2024MSLH359）