摘要：深海连接器是保证海洋装备能够正常运行的信号传输设备,而深海连接器的正常运行在很大程度上依赖于O形圈的密封性能。为此,对深海高压环境导致O形圈发生形变,从而严重影响O形圈的密封性能问题进行了研究。首先,基于结构变形理论,分析了环境压力对于密封结构变形和O形圈压缩量的影响变化;然后,基于有限元法建立了O形密封圈的非线性动密封模型,分析研究了模型网格划分对于模拟结果准确性的影响;接着,分析了结构变形与环境压力之间的关系曲线;最后,研究分析了材料性能、环境压力与密封结构尺寸对于动密封性能的影响。研究结果表明:当网格的实际值为47745,测定值为21685、37934、50707时,其模拟计算结果的误差值均小于2%;密封结构变形和O形圈压缩量的模拟值与理论值的曲线趋势基本一致;材料性能与环境压力的变化会影响动密封性能,在密封结构尺寸中,增大沟槽圆角半径可以增强O形圈的动密封性能。该研究结果可为深海高压环境下O形密封圈的设计与优化提供参考与理论支持。

摘要：水下电连接器工作水深为1 500 m时,公头和母头插拔面临巨大的内外压力差和动密封难度大的难题。设计的插拔动密封结构,将残余海水剐蹭并隔离在前密封外,使插座充油腔始终保持密封状态;设计的环境补偿结构降低了内外压力差,从而降低插拔难度。采用厚壁圆筒结构Lame公式和畸变能理论,对水下电连接器进行危险截面计算与校核。基于ANSYS软件中的Workbench平台建立重点零件的三维网格模型。对该模型施加压力并进行仿真分析,得到形变云图和应力云图,证明该水下电连接器满足水深1 500 m工作的技术要求。

摘要：针对深海环境中的水压较高,水下连接器需进行湿式插合的需求,设计深海电信号连接器的动密封和水压平衡压力补偿结构。基于接触力学和材料力学中的悬臂梁结构理论,建立基于动密封前后两过程的连接器插合力数学模型,并通过ANSYSWorkbench仿真软件获取试验原始数据,并验证该尺寸插合力数学模型的正确性。通过正交试验设计分析过盈量和摩擦因数对插合力的影响,结果发现,当摩擦因数取0.21、过盈量取1.1mm时,动密封前过程插合力取最优。此外,采用多目标优化模型对冠簧结构和动密封后过程插合力进行优化,得到冠簧最佳尺寸、动密封后过程最佳插合力和最优化材料,为深海电信号连接器设计提供参考。