波齿复合直密封垫片力学性能及应用研究
本文选题：自密封 + 波齿复合垫片 ； 参考：《东北石油大学》2017年硕士论文
【摘要】：波齿复合自密封垫片是一种新型金属复合垫片,并且有密封自紧的作用,所以对其展开研究对该垫片的使用和推广具有重要意义。本文主要采用有限元分析的方法,应用ABAQUS软件对波齿复合自密封垫片力学性能和其法兰密封系统在预紧工况、常温Qg压工况和高温Qg压工况下的力学表现进行分析。通过采用参数化建模,利用二维有限元分析的方法,研究波齿复合自密封垫片骨架结构对其力学性能的影响。首先分析垫片骨架的齿深、齿数、骨架厚度、齿尖宽度、柔性石墨层厚度对垫片整体的压缩率、回弹率以及密封面压力分布的影响。然后分析其缝隙深度、宽度对垫片的力学性能和自密封性能的影响。对该垫片进行应用研究,建立波齿复合自密封垫片、管法兰和紧固件组成密封系统,利用有限元法,分析该密封系统的各部件在预紧工况和常温内压工况的应力、位移等,并判断其密封状况。在此之后,对该管法兰密封系统进行高温工况下温度场分析,研究其在高温工况的温度场。并与内压工况进行耦合分析,得到该密封系统在高温受力情况,并分析其密封差异。最后通过有限元仿真和试验研究的方法,研究容器法兰模型在预紧施工、水压试验时各密封部件的力学行为和密封性,并将仿真数据和实验数据进行比对分析。
[Abstract]:The wave-tooth composite self-sealing gasket is a new type of metal composite gasket, and has the function of sealing self-compaction, so the research on it is of great significance to the use and popularization of the gasket. In this paper, the mechanical properties of wave-tooth composite self-sealing gasket and the mechanical performance of flange sealing system under pre-tightening condition, normal temperature QG compression condition and high temperature QG compression condition are analyzed by using the method of finite element analysis and ABAQUS software. By using parametric modeling and two-dimensional finite element analysis, the influence of the skeleton structure of the wave-tooth composite self-sealing gasket on its mechanical properties was studied. Firstly, the effects of tooth depth, tooth number, skeleton thickness, tooth tip width and flexible graphite layer thickness on the compressibility, springback rate and pressure distribution of gasket are analyzed. Then the effects of gap depth and width on the mechanical properties and self-sealing performance of gasket are analyzed. The application of the gasket was studied, and the sealing system composed of wave-tooth composite self-sealing gasket, pipe flange and fastener was established. The stress and displacement of the components of the sealing system were analyzed by using finite element method. The sealing condition is judged. After that, the temperature field of the pipe flange sealing system is analyzed under the high temperature condition, and the temperature field of the pipe flange seal system under the high temperature condition is studied. The coupling analysis with the internal pressure condition is carried out to obtain the high temperature stress of the sealing system and to analyze the seal difference. Finally, through finite element simulation and experimental research, the mechanical behavior and sealing property of each sealing part in pre-tightening construction and hydraulic pressure test of vessel flange model are studied, and the simulation data and experimental data are compared and analyzed.
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH136
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，本文编号：1864660
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