Abstract
In this study, the deformation behavior stability of sealing rings with three different cross sectional areas has been presented using a FEM technique. To investigate the deformation behavior stability, the initial compression rate of 25% has been applied to the sealing ring, which is molded with a nitrile butadiene rubber. The maximum strain, maximum stress, and maximum contact normal stress have been analyzed for the working fluid pressure of $25kgf/cm^2$. The FEM results show that the maximum strain of a hollow o-ring and a hollow rectangular ring with a hollow space in the center of a sealing ring is higher than that of a conventional o-ring, but the maximum stress and the maximum contact normal stress are low. In these results, the sealing rings with a hollow space in the center of the cross sectional area is recommended to increase an extended endurance stability of sealing rings. But, the solid sealing ring is designed to guarantee the sealing safety of a contact sealing ring.
본 연구에서는 3가지의 서로 다른 단면형상을 갖는 밀봉 링의 변형거동 안정성을 FEM으로 해석하였다. NBR 소재로 제조한 밀봉 링의 변형거동 안정성을 고찰하기 위해 초기 압축률로 25%를 적용하였다. 작동유체의 압력을 최대 $25kgf/cm^2$까지 올렸을 때 발생한 최대변형률, 최대응력, 최대접촉법선응력을 해석하였다. FEM 결과에 의하면, 밀봉 링의 중심부에 빈 공간을 확보한 중공오링과 중공사각링의 최대 변형률은 기존 오링에 비해 높아졌지만, 최대응력과 최대접촉법선응력은 떨어지는 것으로 나타났다. 결국, 밀봉 링이 장수명의 내구 안정성을 확보하기 위해서는 중심부에 빈 공간을 확보하는 것이 권장된다. 그렇지만, 접촉식 밀봉 링의 밀봉 안전성을 확보하기 위해서는 밀봉 링을 하나의 몸체로 설계하는 것이 바람직하다.