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摘要
姿轨控发动机充气阀密封垫在长时间的高压工作状态下容易发生蠕变现象，垫片密封因此失效而导致阀门发生泄漏，严重影响姿轨控发动机的安全可靠运行。为了解决聚全氟乙丙烯(FEP)密封垫的蠕变失效问题，进行了力学及压缩蠕变性能试验，并通过Origin曲线拟合得到了FEP材料的蠕变系数A、m、n；建立了密封结构的时效硬化蠕变模型，采用有限元方法分析了时间、操作压力、结构参数、材料对FEP垫片蠕变及密封性能的影响，并对FEP材料静态压缩蠕变试验过程的仿真模拟进行了试验验证，仿真与试验误差率小于10%。结果表明：FEP材料的减速蠕变阶段时间约为5小时，蠕变速率随时间增加而减小。确定了FEP密封垫的服役时间为571.67小时及最大工作压力为54.32 MPa。减小圆角半径、提高凸台高度均能够减少等效Mises应力以降低产生裂纹的概率，但同时也降低了接触应力。
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单位机电工程学院; 北京化工大学
