Octopus-Inspired Biomimetic Annular Sealing Grooves: Design and Performance Optimization Under Extreme Conditions
Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
This study introduces an innovative annular sealing groove design inspired by the hierarchical structure of octopus suckers, addressing the limitations of conventional seals under extreme conditions in aerospace engineering. Using finite element analysis, eight bionic configurations with varying groove parameters (width, depth, number) were systematically evaluated under cryogenic (-196.25 °C) and high-pressure (2 MPa) scenarios. Results show that the optimized bionic6 configuration (seven grooves, 0.4 mm width, 0.4 mm depth) achieved a 21.71% improvement in average von Mises stress compared to the original design, demonstrating enhanced leakage resistance. Parameter interaction analysis revealed groove number as the most significant factor affecting performance, followed by width, while depth showed minimal influence. The hierarchical groove architecture effectively mimicked the multi-level sealing mechanism of octopus suckers, reducing leakage paths and improving adaptability to irregular surfaces. This work bridges biological inspiration and engineering application, providing a scalable solution for extreme environments. The identified optimal parameters lay a theoretical foundation for designing high-performance seals in aerospace, cryogenic storage, and advanced manufacturing.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Octopus-Inspired Biomimetic Annular Sealing Grooves: Design and Performance Optimization Under Extreme Conditions
- Date Crossref
- 16/05/2025
- Éditeur
- MDPI AG
- Type
- journal-article
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
-
Jilin University Key Laboratory of Bionic Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Shanghai Aerospace Automobile Electromechanical (China) pays non établi dans la noticeEntreprise
-
School of Mechanical and Aerospace Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Ltd. Shanghai Aerospace Equipment Manufacturer Co. pays non établi dans la noticeEntreprise
Key Laboratory of Bionic Engineering — Jilin University, Shanghai Aerospace Automobile Electromechanical (China) et School of Mechanical and Aerospace Engineering, avec 1 autre affiliation.
Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.