從柔性金屬波齒石墨復(fù)合墊片金屬骨架結(jié)構(gòu)入手，在一定的壓緊應(yīng)力（45.0MPawww.zhmifeng.com）下，對厚度為3mm和2mm、具有三種不同的圓弧半徑、波齒距和齒數(shù)的金屬骨架采用有限元法進行應(yīng)力分析，得到了應(yīng)力分布狀態(tài)及彈性變形與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系，從中優(yōu)化柔性金屬波齒石墨復(fù)合墊片的性能結(jié)構(gòu)。柔性波齒石墨復(fù)合墊片是近幾年出現(xiàn)的一種法蘭連接系統(tǒng)中使用的靜密封元件。它是在齒形墊片基礎(chǔ)上發(fā)展起來、由一定幾何形狀的金屬骨架與柔性石墨復(fù)合層組成的密封墊片。因波齒石墨復(fù)合墊片的金屬骨架結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計使它具有密封性能好，壓縮-回彈性能好、密封壽命長、可靠性高、加工制造及安裝方便、使用工況范圍廣泛等優(yōu)點，現(xiàn)已在一些煉油、化工裝置中大量應(yīng)用。但作為一種新興的產(chǎn)品，還有大量的內(nèi)容需要研究。我國在此項目的研究多數(shù)只局限于某一性能方面的試驗研究。關(guān)于理論研究和幾何結(jié)構(gòu)尺寸及覆蓋層的特性對其性能的影響方面的研究幾乎空白。我國于2003年12月出版發(fā)行了中華人民共和國國家試驗標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中只給出了總體尺寸和總體結(jié)構(gòu)形式以及外觀質(zhì)量和性能指標(biāo)，而對能否達到這一性能指標(biāo)未有技術(shù)上的數(shù)據(jù)和說明。因此許多廠家由于缺乏理論指導(dǎo)和必要的試驗手段，盲目生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能達不到要求，得不到認證，大大影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益，也給安全生產(chǎn)帶來隱患。2005年12月由國家勞動總局通報了關(guān)于密封件企業(yè)所生產(chǎn)的“柔性金屬石墨復(fù)合墊片”的抽樣檢測結(jié)果，全國百余家企業(yè)中，僅有三家企業(yè)生產(chǎn)的柔性金屬石墨復(fù)合墊片性能檢測基本合格，其余一些廠家的產(chǎn)品均不達標(biāo)，因此，此項研究意義重大。由于柔性金屬波齒石墨復(fù)合墊片的優(yōu)良的綜合性能和制造加工、運輸、安裝的便利，使其應(yīng)用范圍越來越廣，越來越受到用戶的青睞。如果通過理論分析和試驗研究能夠找到提高墊片性能的科學(xué)的數(shù)據(jù)，柔性金屬石墨復(fù)合墊片將會有更加廣闊的應(yīng)用前景。1.結(jié)構(gòu)設(shè)計，柔性金屬波齒石墨復(fù)合墊片金屬骨架結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)形式分別。本結(jié)構(gòu)采用上下非對稱同心圓弧形式，波齒結(jié)構(gòu)的設(shè)計使得同心圓周截面積較為均勻，改變了原齒形墊片金屬骨架（如圖所示）同圓心圓周截面積差別較大的現(xiàn)象，從而受力更為合理，材料整體受力狀態(tài)較好，能夠充分發(fā)揮材料的整體作用。定位環(huán)厚度為T1，圓弧半徑R，齒間距P，齒深h，齒厚度t。2有限元應(yīng)力分析金屬骨架密封面結(jié)構(gòu)尺寸如圖1（b）所示，內(nèi)徑D1=Φ84.5mm，外經(jīng)D2=Φ120.5mm的波齒圓環(huán)（符合GB/T19066.2—2003）中規(guī)定的試樣規(guī)格Φ120.5×84.5），圓周方向上受到的應(yīng)力可忽略不計，因此將三維的幾何模型簡化為二維模型。幾何模型的構(gòu)造均按照實際尺寸，網(wǎng)格劃分采用四邊形非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，網(wǎng)格最大為0.1mm×0.1mm。在壓緊應(yīng)力為45±1.0MPa條件下，常溫狀態(tài)，對表1和表2的幾何尺寸進行徑向（X方向）和軸向（Y方向）應(yīng)力計算，石墨復(fù)合墊表1和表2所示的結(jié)構(gòu)尺寸分別為2mm厚和3mm厚不銹鋼板，平臺寬度一定（0.1mm），其余尺寸如表所示。www.zhmifeng.com