一、O型圈的應(yīng)力松弛試驗(yàn)

 我們可以知道，橡膠這類粘彈性材料應(yīng)力松弛現(xiàn)象特別顯著。用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)O型橡膠密封圈，若在使用過程中沒有好的應(yīng)力松弛系數(shù)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作一定時(shí)間后，還沒有達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的大修期，則由于應(yīng)力松弛而失去了彈性，即原來靠O型圈壓縮式的彈性變形的里逐漸消失。甚至累垮，這是它完全喪失了密封性，造成泄漏。美國(guó)航天飛機(jī)因一個(gè)小小的O型圈造成機(jī)毀人亡、損失十幾億美元且航天飛機(jī)發(fā)射極化因此而推遲的重大事故，現(xiàn)在人們還記憶猶新。

橡膠的應(yīng)力松弛產(chǎn)生的機(jī)理可分為兩部分：一部分是由于橡膠分子運(yùn)動(dòng)滯后于應(yīng)力而產(chǎn)生的，這種松弛為物理松弛；另一部分是由于它在應(yīng)力作用下分子鏈斷裂、交聯(lián)密度下降而引起的松弛，成為化學(xué)松弛。在室溫下，除非時(shí)間很長(zhǎng)，化學(xué)松弛很小。但在實(shí)際應(yīng)用中，兩種松弛往往交織在一起。在O型圈使用時(shí)，由于溫度高、應(yīng)力作用以及其他的一些因素造成性能下降，則主要由化學(xué)應(yīng)力松弛造成。試驗(yàn)中測(cè)定的壓縮應(yīng)力松弛主要由化學(xué)松弛引起。

二、飛機(jī)專用O型圈的耐低溫性能介紹

飛機(jī)在冬季停放在我國(guó)較北的機(jī)場(chǎng)上，其室外溫度可達(dá)-40℃，當(dāng)飛機(jī)起飛后，爬升到10km高空，周圍的環(huán)境溫度高達(dá)-50℃，在11000m~25000m高空達(dá)-56.5℃。橡膠與其他高分子材料一樣，當(dāng)所受外力一定時(shí)，在不同溫度下將呈現(xiàn)3種力學(xué)狀態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)與黏流態(tài)。硫化后的橡膠由于分子的交聯(lián)，黏流態(tài)喪失，但仍在一定的溫度范圍內(nèi)處于高彈態(tài)，具有良好的彈性與其他性能。只有橡膠具有高彈性，因此他成為航空工業(yè)中一種不可缺少和不可取代的材料。交聯(lián)后的橡膠分子同樣具有柔順的分子鏈，因此分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)作用，他的某些鏈段可產(chǎn)生位移，因而其分子形狀可發(fā)生變化，如拉成直線或卷曲。但是，當(dāng)溫度降低時(shí)，分子鏈的運(yùn)動(dòng)越來越困難，使他的彈性減小，硬度增加，當(dāng)達(dá)到一定溫度（玻璃化溫度）時(shí)，橡膠由高彈態(tài)變成玻璃態(tài)，彈性全部喪失，變成又硬又脆的物質(zhì)，完全喪失了使用意義。就O型圈而言，他的密封性能是借助于它良好的彈性，在一定的緊固壓力下，即長(zhǎng)期處于壓縮狀態(tài)下，抵抗變形的彈性使它充填在結(jié)合面縫隙中而起密封作用。當(dāng)溫度降到一定值時(shí)，由于彈性喪失，產(chǎn)生泄漏。根據(jù)航空橡膠制品O型圈的使用性能要求，它在低溫下分別承受拉伸、壓縮、沖擊、扭轉(zhuǎn)、彎曲、剪切等應(yīng)力要求。因此，了解硫化橡膠的力學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化關(guān)系對(duì)于加工與實(shí)際應(yīng)用都十分重要。

三、航天專用硅橡膠O型圈使用壽命評(píng)估

    硅橡膠具有優(yōu)異的耐高低溫性能，廣泛應(yīng)用于各種航空產(chǎn)品，航空產(chǎn)品上O型圈由于其所用膠料不同、使用部位的重要程度不同，以及工作溫度、工作介質(zhì)工作壓力等工況的不同，要對(duì)某一種型號(hào)的O型圈給出其壽命值（在規(guī)定的條件下O型圈裝入產(chǎn)品使用喪失功能的日歷持續(xù)時(shí)間）是相當(dāng)困難的，所以至今國(guó)標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一般明確給出O型圈的儲(chǔ)存期（O型圈自檢驗(yàn)合格后，按規(guī)定包裝、運(yùn)輸與存放，產(chǎn)品能夠儲(chǔ)存的日歷持續(xù)時(shí)間。在此期間內(nèi)，該O型圈啟封使用能滿足規(guī)定的要求），而均為對(duì)O型圈給出壽命指標(biāo)。