§ 11.4.2. Контактные напряжения

Контактные напряжения для выбранной модели уплотнения при воздействии удельного давления q определяют по формуле

где ε = а/Н (а — сближение контактируемых поверхностей).

Решая совместно (11.1) и (11.2), найдем связь между удельным давлением и относительной деформацией микровыступов:

Зависимость относительной деформации микровыступов от удельного давления, согласно (11.3), для абсолютно упругого и идеального пластичного материалов уплотнителя показана на рис. 11.13.

Подсчет проводимости элементарной канавки bXb (см. рис. 11.11) в молекулярном режиме течения по уравнению Кнудсена (3.64) дает следующее выражение при е->1:

Сделав дополнительное допущение об отсутствии волнистости поверхности реальных уплотнений, имеющих длину l и ширину h, можно определить общую проводимость параллельно и последовательно соединенных элементарных канавок:

Подставляя в (11.5) выражение для U_B из (11.4) и для е из (11.3), получим уравнение для определения проводимости идеализированного стыка гладкой и шероховатой поверхностей при молекулярном режиме течения газа:

Поток газа через уплотнение, отнесенный к единице его длины,

где К_г, К_ф, К_с — факторы газа, формы и силы:

Из выражения (П.7) легко рассчитать удельное давление, которое необходимо создать, чтобы получить заданное значение удельного натекания Q₁:

Для сравнения эффективности различных уплотнений обычно пользуются не удельным давлением, а силой, приходящейся на единицу длины уплотнения:

Из последней формулы легко заметить, что полная герметичность соединения по данной модели наступает, когда F=Bh. В реальных уплотнениях за счет глубоких рисок практически невозможно добиться полной герметичности.