清华大学学报(自然科学版)

作者：蔡鲲鹏, 臧晓蓓, 陈升山, 郭飞

单位：1. 中国石油大学华东 重质油国家重点实验室, 青岛 266580;<br>2. 清华大学 高端装备界面科学与技术全国重点实验室, 北京 100084

关键词：垫片密封,栅格泄漏模型,深低温,泄漏率量化

基金：国家自然科学基金资助项目(U1937602)

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。

来源：2024年第3期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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