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摘要
为解决运载火箭在常规和极端服役工况下的密封泄漏问题,该文提出一种可预测深低温接管系统接头连接密封性能的方法。首先借助有限元仿真方法分析求解接触界面力学的宏观接触压力分布;之后利用真实粗糙表面形貌,结合接触压力分布,计算微观接触形貌,进而求解泄漏通道的平均高度;考虑介质流动特性,采用栅格模型构建泄漏率量化计算模型,最终得到作为评判密封性能标准的泄漏率。基于数值计算方法,从理论上研究了不同温度、载荷和介质压力等参数对垫片密封性能的影响规律;同时通过简化接头-接管系统结构,设计了一种可重复使用且操作方便的模拟工装实验结构,进而开展了不同载荷下的垫片密封泄漏率测试,结果表明:泄漏率的仿真值和实验值误差在一个数量级内,吻合度较高。该研究对接头-接管垫片密封结构的设计优化及工程应用具有一定的指导意义。
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单位重质油国家重点实验室; 中国石油大学（华东）; 清华大学
