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弹性垫圈力学工作的研究

研究工作如下:
(1)对弹性垫圈的材料性能及其压缩回弹性能进行了试验研究,采用有限元方法对弹性垫圈轴向载荷下的力学性能进行了数值模拟,分析了其结构参数和工作温度对载荷变形特性的影响,试验与计算结果十分吻合,研究表明有限元分析可较好地用于研究弹性垫圈的力学行为。

 (2)参照碟簧的载荷变形计算公式,通过对有限元计算数据的拟合,得到了表征弹性垫圈压缩、回弹性能的公式,其计算结果与试验数据较为吻合,为带有弹性垫圈的螺栓法兰连接系统的紧密性分析提供了依据。

(3)在考虑垫片和螺栓蠕变的基础上,将弹性垫圈、螺栓、法兰和垫片作为一个静不定系统,建立了高温下含弹性垫圈连接系统的变形协调方程,完善了紧密性分析方法。研究结果表明,弹性垫圈不仅能够有效补偿因螺栓、垫片蠕变所导致的系统松弛,也能够在一定程度上对法兰的偏转量和螺栓的拉伸量起到补偿作用,从而有效解决高温工况下垫片残余应力下降造成的介质泄漏问题。

(4)以弹性垫圈的最大回弹量为优化目标,建立了基于连接系统紧密性分析的弹性垫圈优化设计方法,编制了设计计算软件,可满足弹性垫圈的规范化和参数化设计要求。
 

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