1.本技术属于密封设计技术领域，尤其涉及一种密封界面的密封状态、临界压力的确定方法及系统。
背景技术：2.密封结构是一种用于防止气体、液体或者固体泄漏的结构，密封结构被广泛地用于工业、农业、国防和人们的日常生活之中。例如，应用于压力容器行业的设备法兰和管法兰等等。
3.通常，密封结构通过两个密封界面受压力接触实现其密封性能。但是，目前，用户在安装密封结构时，很难把控使用多大的预紧力，能够保证安装后的密封结构不会发生泄漏。因此，用户在安装密封结构时，往往需要反复的试验使用的预紧力。
4.由此可知，如何确定密封结构处于密封状态所需要的预紧力，以为用户提供明确的安装指导是目前亟需解决的技术问题。
技术实现要素：5.为解决上述技术问题，本技术提供一种密封界面的密封状态、临界压力的确定方法及系统。
6.第一方面，本技术提供一种密封界面的密封状态的确定方法，包括用于密封的两个界面，所述方法，包括：获取所述两个界面的表面微观形貌；利用所述表面微观形貌，确定第一压力下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间的实际接触区域和非接触区域；生成用于表征所述两个界面的接触分布的搜索矩阵；基于所述搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道，所述泄漏通道是指由所述非接触区域形成的贯通通道；如果所述两个界面之间存在泄漏通道，则确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；如果所述两个界面之间不存在泄漏通道，则确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封。
7.在一种可实现方式中，所述基于所述搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道，包括：确定搜索方向，所述搜索方向包括第一搜索方向和第二搜索方向，其中，所述第一搜索方向是指所述搜索矩阵的行方向，所述第二搜索方向是指所述搜索矩阵的列方向；如果所述搜索方向为第一搜索方向，则在所述搜索矩阵的行方向，搜索是否存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，所述第一元素用于表示非接触区域对应的区域；如果在所述搜索矩阵的行方向，存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第一搜索方向存在泄漏通道；如果在所述搜索矩阵的行方向，不存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第一搜索方向不存在泄漏通道。
8.在一种可实现方式中，还包括：如果所述搜索方向为第二搜索方向，则在所述搜索矩阵的列方向，搜索是否存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道；如果在所述搜索
矩阵的列方向，存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第二搜索方向存在泄漏通道；如果在所述搜索矩阵的列方向，不存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第二搜索方向不存在泄漏通道。
9.在一种可实现方式中，所述搜索矩阵包括第一元素和第二元素，所述第一元素用于表示非接触区域，所述第二元素用于表示实际接触区域。
10.在一种可实现方式中，利用接触力学数值计算模型，以及，所述表面微观形貌，确定第一压力下，所述两个界面的接触分布。
11.第二方面，本技术提供一种密封界面密封状态的临界压力的确定方法，包括用于密封的两个界面，包括：确定第一实际接触面积和第二实际接触面积，其中，所述第一实际接触面积为第一设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，所述第二实际接触面积为第二设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，其中，所述第一设定压力大于所述第二设定压力，在第一设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封，在第二设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；判断所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值是否大于预设全局变量参数；如果所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值大于预设全局变量参数，则利用第一方面任一所述的密封界面的密封状态的确定方法，确定第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态，其中，所述第三设定压力大于所述第二设定压力，且小于所述第一设定压力；如果第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏，则将所述第二设定压力调整为所述第三设定压力；如果第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封，则将所述第一设定压力调整为所述第三设定压力；循环执行以上步骤，直至第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值小于等于预设全局变量参数，确定最后一次循环计算中第二设定压力为临界压力。
12.在一种可实现方式中，所述确定第一实际接触面积和第二实际接触面积，包括：获取所述两个界面的表面微观形貌；利用所述表面微观形貌，分别确定第一设定压力和第二设定压力下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间实际接触区域和非接触区域；确定所述第一设定压力下，所述两个界面之间实际接触区域的总面积为第一实际接触面积；确定所述第二设定压力下，所述两个界面之间实际接触区域的总面积为第二实际接触面积。
13.在一种可实现方式中，所述第三设定压力为所述第一设定压力与所述第二设定压力的中间值。
14.第三方面，本技术提供一种密封界面的密封状态的确定系统，包括用于密封的两个界面，包括：
15.获取模块，用于获取所述两个界面的表面微观形貌；
16.第一确定模块，用于利用所述表面微观形貌，确定第一压力下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间的实际接触区域和非接触区域；
17.生成模块，用于生成用于表征所述两个界面的接触分布的搜索矩阵；
18.搜索模块，用于基于所述搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道，所述泄漏通道是指由所述非接触区域形成的贯通通道；
19.第二确定模块，用于在所述两个界面之间存在泄漏通道时，确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；
20.第三确定模块，用于在所述两个界面之间不存在泄漏通道，确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封。
21.第四方面，本技术提供一种密封界面密封状态的临界压力的确定系统，包括用于密封的两个界面，包括：
22.第四确定模块，用于确定第一实际接触面积和第二实际接触面积，其中，所述第一实际接触面积为第一设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，所述第二实际接触面积为第二设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，其中，所述第一设定压力大于所述第二设定压力，在第一设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封，在第二设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；
23.判断模块，用于判断所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值是否大于预设全局变量参数；
24.第五确定模块，用于在所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值大于预设全局变量参数时，利用如第一方面任一所述的密封界面的密封状态的确定方法，确定第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态，其中，所述第三设定压力大于所述第二设定压力，且小于所述第一设定压力；
25.第一调整模块，用于在第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏时，将所述第二设定压力调整为所述第三设定压力；
26.第二调整模块，用于在第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封时，将所述第一设定压力调整为所述第三设定压力；
27.第六确定模块，用于在第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值小于等于预设全局变量参数时，确定最后一次循环计算中第二设定压力为临界压力。
28.综上，本技术提供的密封界面的密封状态、临界压力的确定方法及系统，首先获取两个界面的表面微观形貌，然后，采用数值计算模型对两个接触表面的接触行为进行计算，获得其接触状态分布，将接触状态分布转化为一个离散化的搜索矩阵，判断其是否存在泄漏通道；最后，采用二分法，不断改变施加压力的大小，求得临界压力。这样，利用本技术实施例提供的密封界面密封状态的临界压力的确定方法，一方面可以确定密封结构处于密封状态所需要的最小压力或预紧力，以为用户提供明确的安装指导；另一方面，还可以为研究人员在密封设计和优化上提供理论指导。例如，研究人员设计出一种密封结构后，可以采用本技术实施例提供的方法，确定使这种密封结构处于密封状态所需要的最小压力，如果确定的最小压力不能满足用于需求，则研究人员可以继续改进、优化密封结构，直至采用本技术实施例提供的方法，确定使这种密封结构处于密封状态所需要的最小压力，能够满足用于需求。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本技术实施例一提供的一种密封界面的密封状态的确定方法的流程图；
31.图2a为本技术实施例提供的两个界面的表面微观形貌的示意图；
32.图2b为将图2a中两个界面等效为一个刚性的纯平面和一个粗糙表面后的表面微观形貌的示意图；
33.图3为本技术实施例提供的第一压力下，等效后两个界面的局部受力示意图；
34.图4为本技术实施例提供的第一压力下，两个界面的接触分布图；
35.图5为与图4中接触分布图对应的搜索矩阵；
36.图6本技术实施例提供的一种搜索两个界面之间是否存在泄漏通道的方法的流程图；
37.图7a为本技术实施例提供的在第一搜索方向上，不存在泄漏通道的示意图；
38.图7b为本技术实施例提供的在第一搜索方向上，存在泄漏通道的示意图；
39.图8为本技术实施例二提供的一种密封界面密封状态的临界压力的确定方法的流程图；
40.图9为本技术实施例提供的一种密封界面的密封状态的确定系统的结构框图；
41.图10为本技术实施例提供的一种密封界面密封状态的临界压力的确定系统的结构框图。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.实施例一
44.图1为本技术实施例一提供的一种密封界面的密封状态的确定方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
45.步骤s101，获取两个界面的表面微观形貌。
46.密封结构通常是由两个界面受压力接触来实现其密封性能的，其中，两个界面是指密封结构中用于密封接触的两个界面。
47.本技术对获取两个界面的表面微观形貌的具体实现方式不进行限定。在一种可实现方式中，可以利用物理检测手段，得到两个界面的表面微观形貌；在又一种可以实现方式中，还可以先获取两个界面的粗糙度，然后利用各自的粗糙度，通过共轭梯度法模拟生成与各界面对应的表面微观形貌。
48.示例性的，图2a为本技术实施例提供的一种两个界面的表面微观形貌的示意图。如图2a所示，两个界面，分别为第一界面a和第二界面b。第一界面a和第二界面b并非绝对光滑，而是呈现粗糙特性，即其表面微观形貌有一系列凹凸不平的大小微凸体构成。
49.步骤s102，利用表面微观形貌，确定第一压力下，两个界面的接触分布，接触分布中包括两个界面之间的实际接触区域和非接触区域。
50.当两个密封界面受力挤压在一起时，接触不一定会在每一个点上发生，而是仅仅有部分的微凸体之间相互挤压变形接触到一起，形成了实际的接触面积。这样，整个的接触界面内部由实际接触区域和非接触区域构成。
51.本技术对确定第一压力下，两个界面的接触分布的具体实现方式不进行限定。例如，可以利用接触力学数值计算模型，计算出第一压力下，两个界面的接触分布。为了提高计算效率，具体的，可以采用cg-fft数值计算模型，计算第一压力下，两个界面的接触分布，其中，cg-fft数值计算模型也称为共轭梯度快速傅立叶变换数值计算模型。
52.需要说明的是，如果利用cg-fft数值计算模型，计算第一压力下，两个界面的接触分布，需要将两个粗糙界面的表面微观形貌，等效为一个平面和一个等效的粗糙界面接触。
53.实际工程中，许多密封结构中接触的两个界面坚硬程度相差很大，即两者材料的杨氏模量(也称弹性模量)相差很大，比如(金属界面+弹性垫圈、金属界面+胶、较硬金属+较软金属)，此时两个界面之间的接触可以近似的认为是两个线弹性粗糙表面之间的接触，并且所承受的压力沿垂直表面的方向，忽略表面微凸体之间的切应力作用，即认为微凸体之间的粘着不存在，那么两个线弹性粗糙表面之间的接触问题可以等效为一个线弹性的纯平面和一个等效的刚性的粗糙表面之间的接触或者一个刚性的纯平面和一个等效的线弹性粗糙表面之间的接触。
54.示例性的，图2a中的两个粗糙界面的接触，可以等效为图2b中的一个刚性的纯平面和一个等效的线弹性粗糙表面之间的接触。这样，如图3所示，当两个界面，受到第一压力后，组成表面微观形貌的微凸体会在平面的挤压下产生弹性形变。
55.需要说明的是，本技术实施例中确定的两个界面的接触分布可以是接触分布图的形式。示例性的，图4为本技术实施例提供的第一压力下，两个界面的接触分布图。图4中黑色区域为实际接触区域，灰色区域为非接触区域。如图4所示，实际接触区域和非接触区域呈离散的不规则分布。
56.步骤s103，生成用于表征所述两个界面的接触分布的搜索矩阵。
57.搜索矩阵包括第一元素和第二元素，其中，第一元素用于表示非接触区域，所述第二元素用于表示实际接触区域。第一元素可以用数字0表示，第二元素可以用数字1表示。
58.结合图4和图5所示，将笛卡尔坐标系引入接触分布图，其中，x-y平面与搜索矩阵重合，将图4中的接触分布转化为一个离散化的搜索矩阵。图5中，搜索矩阵为矩阵s，其中矩阵s包含的元素定义为s
i,j
，每一个列向量定义为si，每一个行向量定义为sj。矩阵s中第一元素与第二元素的分布，与，接触分布图中实际接触区域与非接触区域相对应。
59.需要说明的是，上述仅以第一元素用数字0表示，第二元素用数字1表示进行示例性说明，并不表示对第一元素和第二元素表示方式的限定。例如，第一元素可以用1表示，第二元素可以用0表示。
60.步骤s104，基于所述搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道，所述泄漏通道是指由所述非接触区域形成的贯通通道。
61.步骤s105，如果所述两个界面之间存在泄漏通道，则确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；
62.步骤s106，如果所述两个界面之间不存在泄漏通道，则确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封。
63.密封结构接触界面通常都是粗糙的，由凹凸不平的微凸体构成，接触界面受压力后，实际接触面积只占据整个接触界面的部分区域，剩下的部分为非接触区域，如果接触界面的非接触区域较多，且相邻的非接触区域能够连接在一起形成了贯通整个接触界面的通
道，那么接触界面一侧的液体就会经过该通道流出密封结构外，此时该贯通的通道称为泄漏通道，密封结构的密封性能被破坏称为泄漏状态。反之，如果密封结构的接触界面当中不存在泄漏通道，其密封性能没有被破坏称为密封状态。
64.本技术利用用于表征两个界面的接触分布的搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道。本技术对具体的搜索方法不进行限定，在一种可实现方式中，可以采用以下搜索方法，确定两个界面之间是否存在泄漏通道。
65.图6为本技术实施例提供的一种搜索两个界面之间是否存在泄漏通道的方法的流程图，如图6所示，可以包括以下步骤：
66.步骤s1041，确定搜索方向，所述搜索方向包括第一搜索方向和第二搜索方向，其中，所述第一搜索方向是指所述搜索矩阵的行方向，所述第二搜索方向是指所述搜索矩阵的列方向。
67.以图5所示的搜索矩阵为例，第一搜索方向为沿x轴由左向右的方向，第二搜索方向为沿y轴由上向下的方向。一般的，搜索方向与两个界面间能发生泄漏的方向一致。
68.步骤s1042，如果所述搜索方向为第一搜索方向，则在所述搜索矩阵的行方向，搜索是否存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，所述第一元素用于表示非接触区域对应的点。
69.步骤s1043，如果在所述搜索矩阵的行方向，存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第一搜索方向存在泄漏通道。
70.步骤s1044，如果在所述搜索矩阵的行方向，不存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第一搜索方向不存在泄漏通道。
71.步骤s1045，如果所述搜索方向为第二搜索方向，则在所述搜索矩阵的列方向，搜索是否存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道。
72.步骤s1046，如果在所述搜索矩阵的列方向，存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第二搜索方向存在泄漏通道。
73.步骤s1047，如果在所述搜索矩阵的列方向，不存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第二搜索方向不存在泄漏通道。
74.以搜索方向为第一搜索方向进行示例性说明，具体实施时，如果搜索方向为第一搜索方向，可以先从第一列向量s1开始，遍历获得所有等于0的元素s
i,1
＝0，如果其中表示空集，则搜索停止；如果搜索继续。判断s
i,1
＝0相邻元素是否为0并且位于s2中，如果没有，则搜索停止；如果有，则认为列向量s1与列向量s2所代表的表面区域是相互连通的，并且记录s2中所有与s
i,1
＝0相邻且为0的元素为s
i,2
＝0，搜索继续。按照上述搜索方法一一检查相邻列向量之间是否为连通，判定直到列向量s
n-1
与列向量sn之间也是相互连通的，说明搜索矩阵存在一条贯穿整个的0元素构成的区域，即对应的受压变形后的表面微观形貌存在一条泄漏通道；如果搜索在最后一个列向量sn之前停止，说明不存在泄漏通道。
75.图7a为本技术实施例提供的在第一搜索方向上，不存在泄漏通道的示意图，图7b为本技术实施例提供的在第一搜索方向上，存在泄漏通道的示意图。如图7a所示，在搜索矩阵的x轴方向，存在一条由0元素构成的通道，但是，该通道并没有在整个x轴方向贯穿，因此，图7a所示出的搜索矩阵在第一搜索方向上，不存在泄漏通道。如图7b所示，在搜索矩阵
的x轴方向，存在一条由0元素构成的贯穿整个x轴方向的通道，因此，图7b所示出的搜索矩阵在第一搜索方向上，存在泄漏通道。
76.应理解，如果搜索方向为第二搜索方向，可以参照上述搜索方法实现，具体的，判断检查相邻行向量之间是否为连通，判定直到最后两个行向量之间也是相互连通的，说明搜索矩阵存在一条由0元素构成的贯穿整个y轴方向的通道，即对应的受压变形后的表面微观形貌存在一条泄漏通道；如果搜索在最后一个行向量之前停止，说明不存在泄漏通道。
77.综上，本技术实施例提供的密封界面的密封状态的确定方法，可以确定任一压力下，用于密封的两个界面之间的密封状态。
78.实施例二
79.本技术实施例二提供一种密封界面密封状态的临界压力的确定方法，该方法能够确定使两个界面处于密封状态所需要的最小压力。
80.图8为本技术实施例提供的一种密封界面密封状态的临界压力的确定方法的流程图。如图8所示，可以包括以下步骤：
81.步骤s201，确定第一实际接触面积和第二实际接触面积，其中，所述第一实际接触面积为第一设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，所述第二实际接触面积为第二设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，其中，所述第一设定压力大于所述第二设定压力。
82.本技术实施例中，先设置两个初始压力，两个初始压力分别为第一设定压力f
big
和第二设定压力f
small
，其中，第一设定压力f
big
大于第二设定压力f
small
。然后，分别确定第一设定压力f
big
和第二设定压力f
small
下，两个接触界面之间的实际接触面积。
83.其中，确定第一实际接触面积a
big
和第二实际接触面积a
small
的方法，可以参见上述实施例中步骤s101和步骤s102的描述。例如：先生成两个界面的表面微观形貌；然后，利用所述表面微观形貌，分别确定第一设定压力f
big
和第二设定压力f
small
下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间实际接触区域和非接触区域；最后，确定所述第一设定压力下f
big
，所述两个界面之间接触区域的总面积为第一实际接触面积a
big
；确定所述第二设定压力f
small
下，所述两个界面之间实际接触区域的总面积为第二实际接触面积a
small
。
84.需要说明的是，第一设定压力f
big
必须足够大，以使得两个界面受压力变形后的微观形貌处于密封状态，第二设定压力f
small
必须足够小，以使得两个界面受压力变形后的微观形貌处于泄漏状态。
85.步骤s202，判断所述第一实际接触面积a
big
与第二实际接触面积a
small
之差的绝对值是否大于预设全局变量参数ε。
86.本技术实施例以|a
big-a
small
|》ε作为收敛条件。其中，预设全局变量参数ε可以设置为1％。
87.步骤s203，如果|a
big-a
small
|》ε，则利用上述实施例一所述的密封界面的密封状态的确定方法，确定第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态，其中，所述第三设定压力大于所述第二设定压力f
small
，且小于所述第一设定压力f
big
。
88.如果|a
big-a
small
|》ε，则说明当前第一设定压力f
big
和第二设定压力f
small
的取值范围过大，不能满足收敛条件。因此，本技术进一步设置第三设定压力，其中，第三设定压力大
于所述第二设定压力，且小于所述第一设定压力。
89.然后，确定第三设定压力下，两个界面的密封状态。其中，确定第三设定压力下，两个界面的密封状态可以参见上述实施例一的描述，此处不再赘述。
90.步骤s204，如果第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏，则将所述第二设定压力调整为所述第三设定压力。
91.步骤s205，如果第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封，则将所述第一设定压力调整为所述第三设定压力。
92.本技术实施例中，根据步骤s203的两个界面之间的密封状态的判定结果，确定调整初始设置的第一设定压力还第二设定压力，以对第一设定压力或第二设定压力重新赋值。具体的，如果步骤s203的两个界面之间的密封状态的判定结果为泄漏，说明密封界面密封状态的临界压力在第三设定压力与第一设定压力f
big
之间，则以第三设定压力替代初始设置的第二设定压力f
small
，并保持第一设定压力f
big
，重新执行以上步骤s201至步骤s202，即重新赋值后，第二设定压力f
small
改为第三设定压力，第一设定压力f
big
保持不变。如果步骤s203的两个界面之间的密封状态的判定结果为密封，说明密封界面密封状态的临界压力在第三设定压力与第二设定压力f
small
之间，则以第三设定压力替代初始设置的第一设定压力f
big
，并保持第二设定压力f
small
，重新执行以上步骤s201至步骤s202，即重新赋值后，第以设定压力f
big
改为第三设定压力，第二设定压力f
small
保持不变。
93.步骤s206，循环执行以上步骤s201至步骤s205，直至|a
big-a
small
|≤ε，确定最后一次循环计算中第二设定压力f
small
为临界压力。
94.以上步骤s201至步骤s205的每一次执行过程中，如果第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值大于预设全局变量参数，都要选取一个第三设定压力，该第三设定压力为当次执行时第一设定压力与第二设定压力之间的任一压力。然后，再以重新确定的第三设定压力，判定两个界面之间的密封状态，并根据密封状态的判定结果，重新确定用于执行上述步骤s201的第一设定压力和第二设定压力。如此循环执行以上步骤，直至第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值小于等于预设全局变量参数。
95.在一具体实施方式中，可以采用二分法加快收敛过程。具体的，设置初始压力分别为f
big
和f
small
。对生成的表面微观形貌，在压力f
big
，f
small
下，进行接触行为计算，得到对应的实际接触面积a
big
和a
small
。判断是否满足收敛条件：|a
big-a
small
|》ε，如果不满足收敛条件，则输出临界压力；如果满足收敛条件，继续进行循环，获得中间压力值(f
big
+f
small
)/2，对生成的表面微观形貌在中间压力值作用下，进行接触行为计算，获得其接触状态，并且通过泄漏通道的搜索判断其密封-泄漏状态，如果是处于密封状态，那么对f
big
，f
small
重新赋值，重复上述循环。其中，对f
big
和f
small
重新赋值，如下：
96.f
big
＝(f
big
+f
small
)/2
97.f
small
＝f
small
98.如果是处于泄漏状态，那么对f
big
，f
small
重新赋值，重复上述循环。其中，对f
big
和f
small
重新赋值，如下：
99.f
small
＝(f
big
+f
small
)/2
100.f
big
＝f
big
101.示例性的，假如执行以上步骤五次后，执行第六次时，在步骤s202确定第一实际接
触面积与第二实际接触面积之差的绝对值小于等于预设全局变量参数，则确定执行第六次计算中第二设定压力为临界压力。
102.需要说明的是，本技术实施例提供的方法，可以用于确定临界压力，也可以用于确定接触面积逾渗阈值，其中，接触面积逾渗阈值是指密封界面由密封状态转为泄漏状态或者有泄漏状态向密封状态转化的临界点所对应的实际接触面积比，也可称为临界接触面积。接触面积逾渗阈值为a/a0，其中，a表示两个界面的整个接触面积，a0表示的两个界面的实际接触面积。对应的，上述方法中，如果不满足收敛条件|a
big-a
small
|》ε，则输出接触面积逾渗阈值≈a
big
≈a
small
。
103.还需要说明的是，本技术实施例中，临界压力是指能够使两个界面处于密封状态的最小压力。临界压力可以是用于将两个界面接触产生形变的预紧力。
104.综上，本技术实施例提供的密封界面密封状态的临界压力的确定方法，结合上述实施例一提供的密封界面的密封状态的确定方法，首先生成两个界面的表面微观形貌，然后，采用数值计算模型对两个接触表面的接触行为进行计算，获得其接触状态分布，将接触状态分布转化为一个离散化的搜索矩阵，判断其是否存在泄漏通道；最后，采用二分法，不断改变施加压力的大小，求得临界压力或接触面积逾渗阈值。这样，利用本技术实施例提供的密封界面密封状态的临界压力的确定方法，一方面可以确定密封结构处于密封状态所需要的最小压力或预紧力，以为用户提供明确的安装指导；另一方面，还可以为研究人员在密封设计和优化上提供理论指导。例如，研究人员设计出一种密封结构后，可以采用本技术实施例提供的方法，确定使这种密封结构处于密封状态所需要的最小压力，如果确定的最小压力不能满足用于需求，则研究人员可以继续改进、优化密封结构，直至采用本技术实施例提供的方法，确定使这种密封结构处于密封状态所需要的最小压力，能够满足用于需求。
105.图9为本技术实施例提供的一种密封界面的密封状态的确定系统的结构框图。如图9所示，该系统，包括：
106.获取模块110，用于获取所述两个界面的表面微观形貌；
107.第一确定模块120，用于利用所述表面微观形貌，确定第一压力下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间的实际接触区域和非接触区域；
108.生成模块130，用于生成用于表征所述两个界面的接触分布的搜索矩阵；
109.搜索模块140，用于基于所述搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道，所述泄漏通道是指由所述非接触区域形成的贯通通道；
110.第二确定模块150，用于在所述两个界面之间存在泄漏通道时，确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；
111.第三确定模块160，用于在所述两个界面之间不存在泄漏通道，确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封。
112.在一种可实现方式中，搜索模块140，具体用于确定搜索方向，所述搜索方向包括第一搜索方向和第二搜索方向，其中，所述第一搜索方向是指所述搜索矩阵的行方向，所述第二搜索方向是指所述搜索矩阵的列方向；如果所述搜索方向为第一搜索方向，则在所述搜索矩阵的行方向，搜索是否存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，所述第一元素用于表示非接触区域对应的区域；如果在所述搜索矩阵的行方向，存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第一搜索方向存在泄漏通道；如果
在所述搜索矩阵的行方向，不存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第一搜索方向不存在泄漏通道。
113.在一种可实现方式中，搜索模块140，具体用于如果所述搜索方向为第二搜索方向，则在所述搜索矩阵的列方向，搜索是否存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道；如果在所述搜索矩阵的列方向，存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第二搜索方向存在泄漏通道；如果在所述搜索矩阵的列方向，不存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第二搜索方向不存在泄漏通道。
114.在一种可实现方式中，第一确定模块120，具体用于利用接触力学数值计算模型，以及，所述表面微观形貌，确定第一压力下，所述两个界面的接触分布。
115.图10为本技术实施例提供的一种密封界面密封状态的临界压力的确定系统的结构框图。如图10所示，该系统，包括：
116.第四确定模块210，用于确定第一实际接触面积和第二实际接触面积，其中，所述第一实际接触面积为第一设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，所述第二实际接触面积为第二设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，其中，所述第一设定压力大于所述第二设定压力，在第一设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封，在第二设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；
117.判断模块220，用于判断所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值是否大于预设全局变量参数；
118.第五确定模块230，用于在所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值大于预设全局变量参数时，利用上述实施例提供密封界面的密封状态的确定方法，确定第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态，其中，所述第三设定压力大于所述第二设定压力，且小于所述第一设定压力；
119.第一调整模块240，用于在第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏时，将所述第二设定压力调整为所述第三设定压力；
120.第二调整模块250，用于在第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封时，将所述第一设定压力调整为所述第三设定压力；
121.第六确定模块260，用于在第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值小于等于预设全局变量参数时，确定最后一次循环计算中第二设定压力为临界压力。
122.在一种可实现方式中，第四确定模块210，具体用于获取所述两个界面的表面微观形貌；利用所述表面微观形貌，分别确定第一设定压力和第二设定压力下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间实际接触区域和非接触区域；确定所述第一设定压力下，所述两个界面之间实际接触区域的总面积为第一实际接触面积；确定所述第二设定压力下，所述两个界面之间实际接触区域的总面积为第二实际接触面积。
123.本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
124.以上结合具体实施方式和范例性实例对本技术进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本技术的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本技术精神和范围的情况下，
可以对本技术技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本技术的范围内。本技术的保护范围以所附权利要求为准。
125.具体实现中，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本技术提供的密封界面的密封状态的确定方法和/或密封界面密封状态的临界压力的确定方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
126.本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
127.以上所述的本技术实施方式并不构成对本技术保护范围的限定。
技术特征：1.一种密封界面的密封状态的确定方法，包括用于密封的两个界面，其特征在于，所述方法，包括：获取所述两个界面的表面微观形貌；利用所述表面微观形貌，确定第一压力下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间的实际接触区域和非接触区域；生成用于表征所述两个界面的接触分布的搜索矩阵；基于所述搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道，所述泄漏通道是指由所述非接触区域形成的贯通通道；如果所述两个界面之间存在泄漏通道，则确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；如果所述两个界面之间不存在泄漏通道，则确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道，包括：确定搜索方向，所述搜索方向包括第一搜索方向和第二搜索方向，其中，所述第一搜索方向是指所述搜索矩阵的行方向，所述第二搜索方向是指所述搜索矩阵的列方向；如果所述搜索方向为第一搜索方向，则在所述搜索矩阵的行方向，搜索是否存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，所述第一元素用于表示非接触区域对应的区域；如果在所述搜索矩阵的行方向，存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第一搜索方向存在泄漏通道；如果在所述搜索矩阵的行方向，不存在由相邻列向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第一搜索方向不存在泄漏通道。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：如果所述搜索方向为第二搜索方向，则在所述搜索矩阵的列方向，搜索是否存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道；如果在所述搜索矩阵的列方向，存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第二搜索方向存在泄漏通道；如果在所述搜索矩阵的列方向，不存在由相邻行向量中第一元素构成的贯通通道，则确定所述两个界面，在所述第二搜索方向不存在泄漏通道。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搜索矩阵包括第一元素和第二元素，所述第一元素用于表示非接触区域，所述第二元素用于表示实际接触区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用接触力学数值计算模型，以及，所述表面微观形貌，确定第一压力下，所述两个界面的接触分布。6.一种密封界面密封状态的临界压力的确定方法，包括用于密封的两个界面，其特征在于，包括：确定第一实际接触面积和第二实际接触面积，其中，所述第一实际接触面积为第一设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，所述第二实际接触面积为第二设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，其中，所述第一设定压力大于所述第二设定压力，在第
一设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封，在第二设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；判断所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值是否大于预设全局变量参数；如果所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值大于预设全局变量参数，则利用如权利要求1-5任一所述的密封界面的密封状态的确定方法，确定第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态，其中，所述第三设定压力大于所述第二设定压力，且小于所述第一设定压力；如果第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏，则将所述第二设定压力调整为所述第三设定压力；如果第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封，则将所述第一设定压力调整为所述第三设定压力；循环执行以上步骤，直至第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值小于等于预设全局变量参数，确定最后一次循环计算中第二设定压力为临界压力。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定第一实际接触面积和第二实际接触面积，包括：获取所述两个界面的表面微观形貌；利用所述表面微观形貌，分别确定第一设定压力和第二设定压力下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间实际接触区域和非接触区域；确定所述第一设定压力下，所述两个界面之间实际接触区域的总面积为第一实际接触面积；确定所述第二设定压力下，所述两个界面之间实际接触区域的总面积为第二实际接触面积。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三设定压力为所述第一设定压力与所述第二设定压力的中间值。9.一种密封界面的密封状态的确定系统，包括用于密封的两个界面，其特征在于，包括：获取模块，用于获取所述两个界面的表面微观形貌；第一确定模块，用于利用所述表面微观形貌，确定第一压力下，所述两个界面的接触分布，所述接触分布中包括所述两个界面之间的实际接触区域和非接触区域；生成模块，用于生成用于表征所述两个界面的接触分布的搜索矩阵；搜索模块，用于基于所述搜索矩阵，搜索所述两个界面之间是否存在泄漏通道，所述泄漏通道是指由所述非接触区域形成的贯通通道；第二确定模块，用于在所述两个界面之间存在泄漏通道时，确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；第三确定模块，用于在所述两个界面之间不存在泄漏通道，确定所述第一压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封。10.一种密封界面密封状态的临界压力的确定系统，包括用于密封的两个界面，其特征在于，包括：
第四确定模块，用于确定第一实际接触面积和第二实际接触面积，其中，所述第一实际接触面积为第一设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，所述第二实际接触面积为第二设定压力下，所述两个界面之间的实际接触面积，其中，所述第一设定压力大于所述第二设定压力，在第一设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封，在第二设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏；判断模块，用于判断所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值是否大于预设全局变量参数；第五确定模块，用于在所述第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值大于预设全局变量参数时，利用如权利要求1-5任一所述的密封界面的密封状态的确定方法，确定第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态，其中，所述第三设定压力大于所述第二设定压力，且小于所述第一设定压力；第一调整模块，用于在第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为泄漏时，将所述第二设定压力调整为所述第三设定压力；第二调整模块，用于在第三设定压力下，所述两个界面之间的密封状态为密封时，将所述第一设定压力调整为所述第三设定压力；第六确定模块，用于在第一实际接触面积与第二实际接触面积之差的绝对值小于等于预设全局变量参数时，确定最后一次循环计算中第二设定压力为临界压力。
技术总结本申请公开一种密封界面的密封状态、临界压力的确定方法及系统，先确定第一实际接触面积A
技术研发人员：陈强 刘德辉 时祥廷 吴林俭 王超
受保护的技术使用者：信阳航力航空设备有限公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
