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    目前科研学者对影响封隔器聚氨酯密封胶密封性能不能忽视的自由变形阶有限变形特性的研究还较少，对聚氨酯密封胶内表面受载荷作用下的变形特性更是不曾涉及.本文结合连续介质力学理论，引入物质空间、Euler(欧拉)空间以及对应的坐标系和物质点表示聚氨酯密封胶内、外表面变形前后的运动形式，结合微分平衡方程和超弹性Mooney-Rivlin材料本构模型，建立聚氨酯密封胶自由变形阶段的有限变形数学模型，简称为自由变形数学模型，在研究得出聚氨酯密封胶外表面受力变形特性的基础上进一步得出聚氨酯密封胶内表面受轴向载荷作用下的非线性变形解析解，讨论了聚氨酯密封胶内、外表面的受力变形规律和相关参数变化对其密封性能的影响.聚氨酯密封胶工作原理某型号的压裂用压缩式封隔器，如图1所示.图2给出了聚氨酯密封胶变形过程，图中①表示防突结构，②表示聚氨酯密封胶，③表示套管，④表示中心管.它的密封元件聚氨酯密封胶与中心管无间隙相连，与套管之间存在环空间隙，如图2(a)所示，此时聚氨酯密封胶处于无压缩状态;初封时，聚氨酯密封胶承受由液压力产生的轴向载荷F。发生径向位移，随着液压力的增大，聚氨酯密封胶内、外表面同时发生不同程度的位移变形，假设聚氨酯密封胶材料的Poisson(泊松)比无限接近0.5，即压力作用下聚氨酯密封胶的体积不变，这样聚氨酯密封胶就会因轴向力作用产生径向膨胀，膨胀后其外表面刚好与套管的内壁接触且认为它们之间无压力，聚氨酯密封胶内表面和外表面同时发生不同程度的位移变形，这个过程即为自由变形过程，如图2 b所示;在坐封力只(只>  Fo)作用下，聚氨酯密封胶轴向进一步受到压缩，聚氨酯密封胶的内径与中心管接触，外径完全和套管壁接触，径向变形受到约束，聚氨酯密封胶与套管之间的密封面上的接触应力大于压力差，实现坐封，如图2(c)所示;在工作压差作用下，聚氨酯密封胶的径向变形约束进一步加大了聚氨酯密封胶与套管间的接触应力，轴向压缩量达到最大值，达到完全密封状态，也就是稳定变形阶段，如图2(d)所示.本文主要研究聚氨酯密封胶从初始安装到初封状态的自由变形过程(图2(a)一(川的变形过程)。www.sdyuantai.net