静密封技术作为保证设备正常运行的重要技术,广泛的应用在生产生活等各个领域中。通常情况下,密封介质是一些易燃、易爆、有毒及腐蚀性的流体,一旦发生泄漏事故,不仅会造成重大经济损失,还会危害人身安全。因此,密封结构的密封性能和密封可靠性就尤为重要。为保证静密封结构的密封性能满足使用要求,研究人员从宏观和微观两个角度对密封结构的性能进行研究。从宏观角度对密封性能的研究主要通过实验测量不同密封结构的泄漏率来保证密封性能的可靠性,或者通过有限元对密封结构进行仿真分析来保证密封垫的受力能够满足使用要求。采用实验对不同结构的密封性能进行测试不仅制造成本高,而且整个测试周期长,影响密封结构的设计效率。采用仿真的方法虽然能够分析出不同工况下密封结构的受力状况,但是对于密封结构的泄漏率不能做出准确预测。从微观角度对密封性能的研究是通过对密封表面的表面形貌进行统计分析,假设出合理形式的泄漏通道,进而计算出密封表面上的泄漏率。但由于密封表面的加工方式多种多样,其表面的轮廓的特征的差异使各种形式的泄漏通道都存在一定的局限性,因此通过假设泄漏通道的方法对密封性能进行预测也存在较大误差。由于微观研究和宏观结构存在尺寸上的巨大差异,使宏观密封结构的泄漏率预测变得困难。本文提出了使用等效泄漏间隙计算密封面上的泄漏率的方法,能够实现对不同密封结构上的泄漏率的快速预测,保证密封性能的可靠性。本文的研究内容如下:(1)通过泄漏率标定实验标定出等效泄漏间隙和接触压力的关系,建立不同密封结构的有限元模型,得到其密封表面上的接触压力,并转化为等效泄漏间隙。利用雷诺方程计算出流过密封间隙上的流量,即为密封表面上的泄漏率,通过实验验证了预测方法准确可靠。(2)通过静密封结构泄漏率预测方法计算出密封结构的制造误差和装配误差对其密封性能的影响程度。通过模型分析发现,密封结构的装配偏移对密封性能的影响最大,虽然垫片的制造误差和装配偏转对密封性能的影响较小,但是当这些误差同时存在于密封结构中时,对密封性能的影响变大。(3)对电池堆的二维密封结构模型进行分析,结果表明多峰垫片装配时,如果垫片的凸峰不能够相对,密封结构在装配时会产生一定量的偏移,降低电池装配的可靠性。电池堆的装配误差对电池的密封性能影响巨大,在装配过程中需要严格控制。