本文選題：膨脹石墨　切入點(diǎn)：膨脹石墨纏繞墊　出處：《太原理工大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：膨脹石墨是由天然石墨經(jīng)過物理或化學(xué)方法膨脹而成的,特殊的多孔結(jié)構(gòu),使其具有很多優(yōu)良的特性,廣泛應(yīng)用于環(huán)保、醫(yī)療保健、石油、化工及軍工業(yè)等部門,發(fā)揮著很重要的作用。尤其是作為一種新型的密封材料,越來越多地代替了傳統(tǒng)的金屬密封材料及有毒害的石棉材料應(yīng)用于許多設(shè)備的動、靜密封系統(tǒng),研究這種材料制成的密封構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和性能引起科研者很高的興趣,現(xiàn)已取得了很多可觀的成績。 本文簡要介紹了膨脹石墨材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本特性、制取方法以及復(fù)合材料的研究特點(diǎn),分析了法蘭連接系統(tǒng)的密封機(jī)理、失效分析、變形協(xié)調(diào)方程和新的設(shè)計(jì)方法,重點(diǎn)介紹了膨脹石墨復(fù)合墊片的ANSYS數(shù)值模擬分析方法和結(jié)論以及對墊片進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。首先以高忠白等人的實(shí)驗(yàn)研究為前提,對常溫下膨脹石墨纏繞墊片的泄漏率進(jìn)行了模擬分析,引用了一種專門用于墊片分析計(jì)算的網(wǎng)格劃分方法及采用了預(yù)緊單元模擬螺栓的預(yù)緊作用,介紹了幾種單元類型以及網(wǎng)格劃分方法。研究表明,墊片的泄漏率隨著介質(zhì)內(nèi)壓的升高而增大,隨著螺栓預(yù)拉伸力的增加而減小,纏繞帶的寬度對其泄漏率的影響并不顯著,這些研究結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符,驗(yàn)證了模擬方法的可靠性,進(jìn)而對這種墊片在不同溫度下的泄漏率進(jìn)行了模擬,結(jié)果表明,介質(zhì)溫度對墊片結(jié)構(gòu)的泄漏率具有很大的影響,隨著溫度的升高,墊片的泄漏率明顯增大；其次,本文對目前最受關(guān)注的膨脹石墨金屬波形復(fù)合墊進(jìn)行了數(shù)值分析。選用二維建模方法建立墊片的幾何模型,研究金屬骨架的齒距、齒數(shù)以及膨脹石墨覆蓋層的厚度對墊片壓縮回彈性能的影響,將各種幾何尺寸下對應(yīng)的墊片應(yīng)力和變形量放入origin軟件中進(jìn)行處理,得到了相應(yīng)的壓力閉合曲線。之后將這些模擬所得的壓力閉合量數(shù)值帶入螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)的墊片材料特性中,按照之前應(yīng)用的數(shù)值模擬方法進(jìn)行模擬,模擬結(jié)果表明,化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T20623-2009所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)柔性石墨金屬齒形復(fù)合墊片并不是最好的,當(dāng)其它條件不變時,金屬骨架的齒距為1.2mm,齒數(shù)為10,覆蓋層厚度為0.5mm或者金屬骨架的齒距為1.Omm,齒數(shù)為12,覆蓋層的厚度為0.4mm時,所設(shè)計(jì)出來的復(fù)合墊片的密封性能要比標(biāo)準(zhǔn)墊片的密封性能好,而且模擬所得的所有墊片的泄漏率均維持在104～10-3cm3/s范圍內(nèi),符合緊密性設(shè)計(jì)方法所依據(jù)的泄漏率要求,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),并為之后研究墊片的性能提供了一種正確的數(shù)值模擬方法,同時也提供了一些可供參考的數(shù)據(jù)�？傊疚牡难芯繉χ笱芯康倪M(jìn)一步發(fā)展具有最要的作用。
[Abstract]:The expanded graphite is made of natural graphite by physical or chemical method . The special porous structure plays an important role in environmental protection , health care , petroleum , chemical industry and military industry .

This paper briefly introduces the structural characteristics , basic characteristics , preparation methods and research characteristics of expanded graphite material , analyzes the sealing mechanism , failure analysis , deformation coordination equation and new design method of the expansion graphite composite gasket .
The results show that the standard flexible graphite metal tooth profile composite gasket is not the best in the range of 104 - 10 - 3 cm3 / s . The results show that the standard HG / T20623 - 2009 has a better sealing performance than the standard gasket , and the simulation results show that the standard HG / T20623 - 2009 standard flexible graphite metal tooth profile composite gasket is not the best .

【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH136

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1713783