مدل‌سازي آب‌بند فشار بالا و تحليل اثر هندسه سطح مقطع بر عملكرد آب‌بندي

طراحي و ساخت سامانه‌هاي ژرف‌پيما، نيازمند آگاهي از دانش آب‌بندي است. شناسايي عوامل موثر در آب‌بندي، در طراحي اجزاء آب‌بند يا پيش‌بيني نحوه عملكرد يك سيستم آب‌بندي نقش مهمي دارد. پارامترهاي متعددي در آب‌بندي بين سطوح موثرند. مطالعات نشان مي‌دهد عملكرد صحيح يك سيستم آب‌بندي به پروفيل فشار در ناحيه تماس بين آب‌بند و شافت وابسته است. پروفيل فشار بيشترين تأثير را از هندسه سطح مقطع آب‌بند و خصوصيات ماده‌ي آن مي‌پذيرد. با اين حال مطالعات در اين زمينه جنبه تجاري داشته و دانش آن در انحصار شركت‌هاي ساخت آب‌بند مي‌باشد. اين موضوع براي آب‌بندهاي فشار بالا از حساسيت بيشتري برخوردار است. از اين‌رو به منظور بومي‌سازي دانش طراحي و ساخت آب‌بندهاي فشار بالا، دستيابي به پروفيل فشار مناسب ضروري است. در اين مقاله يك نمونه‌ از آب‌بند صنعتي ديناميكي فشار بالا، به كمك نرم افزار ABAQUS.6.14 مدل‌سازي شده و اثر هندسه‌ي سطح مقطع آن، بر پروفيل فشار تماسي بررسي شده است. پليمر پلي‌اتيلن وزن مولكولي بالا تقويت شده با فيبر شيشه براي جنس ماده آب‌بند انتخاب شده است. رفتار اين ماده، به صورت الاستو-پلاستيك و به روش دراكر-پراگر مدل شده است. تحليل‌ها نشان مي‌دهد زاويه‌ي خم لبه‌ي آب‌بند و مكان هندسي آن تأثير زيادي بر پروفيل فشار خواهند داشت.