在20℃、60℃、90℃三种温度下分别对PTFE、10%碳纤维PTFE和20%碳纤维PTFE进行拉压试验,得到三种材料在不同温度下的拉断伸长率和拉伸强度。对三种材料制成的泛塞封在不同温度、105MPa下进行有限元分析,仿真结果表明碳纤维含量越高的材料,唇口处最大Mises应力值越大;随温度升高,三种材料的密封件越不容易发生拉伸破坏;碳纤维含量越少的材料,受拉伸程度越小。阀杆进行上下移动时,内唇应力值变化幅度比外唇应力值幅度大;上行程有利于密封的实现;靠近内唇端部的部分,受阀杆移动影响越大。

针对用于间歇式微孔发泡的超临界二氧化碳高压反应釜在高压环境中易出现破裂、过量变形以及漏气等问题,根据发泡需要达到的压力、温度以及高压反应釜的结构,运用有限元仿真软件对超临界二氧化碳高压反应釜进行仿真分析,得到反应釜的釜体和密封结构在设计压力(32MPa)作用下的应力应变云图。研究结果表明:在设计压力作用下,反应釜釜体会产生一定量的变形,但变形量较小,最大应力出现在封头与筒体的连接处,小于材料的屈服极限,满足强度要求;泛塞封封唇处的直径小于弹簧直径,封唇与内壁的接触应力大于设计压力,满足密封要求。