润滑与密封

作者：周先军，于富豪，薛阳帆，黄志强，赵正阳

单位：中国石油大学（华东）机电工程学院；海洋物探及勘探开发装备国家工程研究中心,,中国石油大学（华东）机电工程学院,,中国石油大学（华东）机电工程学院,,滨州双峰石墨密封材料有限公司,,山重建机有限公司,

关键词：金属密封;垫片;商空间;响应曲面法;密封性能

金属密封垫片在高压、高温及强腐蚀介质的法兰连接中得到了广泛应用。随着法兰连接系统工况条件的日益复杂化，对高适用性新型金属垫片的需求显著增加，为此提出基于商空间的新型金属密封垫片的系统化设计方法。基于金属密封机制、法兰密封性能及垫片机械性能影响因素，以商空间理论为依托，建立密封垫片的结构-功能数据库。通过结构规则和属性规则的聚类方法，结合熵权法，构建金属密封垫片的通用结构设计模型。将该设计理论应用于垫片结构设计，提出垫片结构设计方法。针对工作温度200 ℃、介质压力10 MPa工况和凹凸面法兰密封面，运用设计系统进行优化设计，优选出新型V-V形金属密封垫片。采用ANSYS有限元分析软件，结合响应面法，以接触应力、等效应力及压缩回弹率为优化指标，对V-V形垫片进行结构参数优化。对优化后的V-V形垫片进行压缩回弹性能与密封性能试验，结果验证了该设计方法的可靠性。

来源：2025年第11期

《润滑与密封》期刊编辑部

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