纳米流控封隔器胶筒蜂窝骨架承压性能研究

摘要

纳米流控封隔器胶筒由蜂窝支撑骨架包覆纳米流控系统构成,可消除封隔器胶筒肩部应力集中,延长封隔器寿命,但鲜有对适用于胶筒的橡胶材质蜂窝骨架结构的研究.针对该问题,参考Y241型封隔器坐封时胶筒压缩比,采用ANSYS Workbench软件,研究了橡胶蜂窝结构的变形模式,以及压缩比为0.2时静态压缩载荷作用下胞元参数对正六边形橡胶蜂窝骨架承压性能的影响规律.研究结果表明:当压缩比为0.2时,橡胶蜂窝骨架承压能力随胞元壁厚边长比增大呈线性增强、随胞元高度增加呈指数下降.将胞元高度h=2、4、6 mm下的模拟结果进行拟合,得到压缩比为0.2时橡胶蜂窝骨架上表面平均接触压力与胞元参数关联式,该式拟合相对误差为2.37％;将胞元高度h=3、5 mm时的模拟结果代入该式,h=3 mm时相对误差为3.05％,h=5 mm时相对误差为2.20％.研究结果对纳米流控封隔器胶筒的蜂窝骨架设计具有指导意义.