基于三维有限元法的球面-锥面特殊扣密封性分析

摘要

以某球面对锥面特殊扣为研究对象,建立该特殊扣的三维有限元模型,分析研究了在最大上扣扭矩+拉伸载荷和最大上扣扭矩+内压作用下接头主密封面和辅助密封台肩的等效应力和接触应力分布.结果表明:最大扭矩上扣和拉伸载荷作用时,密封面上出现应力集中,密封面接触压力沿锥度方向逐渐减小,轴向拉伸载荷使得接头密封能力下降,但并未发生泄漏.在最大扭矩上扣和内压作用时,特殊扣上的最大Mises等效应力趋近于材料屈服极限,在密封面形状发生改变,影响了密封性能.研究结果对球面-锥面特殊螺纹接头的上扣扭矩控制及设计等具有一定的参考意义.