复习到这张卡片时产生的疑问和想法，为什么建议 O 形圈沟槽填充率最大不超过 85%？

$$\text{填充率} = \frac{\text{O形圈截面面积}}{\text{沟槽截面面积}} \times 100%$$

橡胶不可压缩

这里有一个直觉误区，很多人认为橡胶像海绵，压一压体积就变小了。但橡胶在宏观上是不可压缩的液体[^1]（泊松比 $\approx 0.5$）。你压扁它，它必须向旁边鼓出来。体积恒定，只是形状改变。

如果你设计的沟槽填充率达到了 100%（即橡胶体积 = 沟槽体积），当两个金属面合拢时，橡胶无处可去。 这时候，O 形圈就不再是密封件，而变成了一个液压千斤顶。它会产生巨大的反作用力，导致法兰变形，或者 O 形圈自己被挤出缝隙切碎。 留出的 15% 空间，是给橡胶变形流动的“避难所”

注意：这里指的“液体”，并非指它的物态是流动的，而是指它在力学行为上符合液体的特征。初中学的帕斯卡定律“加在密闭液体上的压强，能够大小不变地向各个方向传递”，O 形圈就是这么工作的：

• 当你拧紧法兰，或者流体压力施加在 O 形圈一侧时，O 形圈内部的压力会像水一样传递。
• 输入压力 = 接触面压力。
• 它会把自己承受的压力，1:1 地传递给沟槽壁。

如果橡胶是普通固体（像木头），你压它的一侧，它另一侧可能根本没反应，这就没法密封了。正因为它是“液体”，它才能把系统压力转化为密封接触力，形成自紧式密封

热膨胀

• 物理现象： 橡胶的热膨胀系数远大于金属（钢或铝）。通常橡胶的 CTE 是钢的 10 倍到 15 倍。
• 场景推演： 假设你在 20℃ 装配好设备，沟槽填满了 98%。 当设备运行到 100℃ 时，钢槽没怎么变大，但橡胶体积膨胀了。 由于没有空隙（< 2%），膨胀的橡胶会产生极高的内压。这种内压会导致密封失效，或者产生巨大的摩擦力（对于动密封）。
• 85% 的含义： 这预留的空间是为了容纳高温下橡胶相对于金属多出来的那些体积。

化学溶胀

此外，与 O 形圈热膨胀类型，O 形圈在接触介质（油、酸、气）时，可能也会发生溶胀。 即使是“兼容”的材料（例如 氟橡胶 Viton 在 汽油 中），也允许有 5%~15% 的体积膨胀。这在材料手册里是合格的。85% 的上限，也预留了“化学反应溶胀”的余量。