以ACD320DF双燃料机高压油管为例,针对超高压管接头球面-锥面的不同结构形式、不同的预紧力大小进行了弹塑性分析,并借助于某些成熟机型的高压油管结构进行类比仿真分析,最后提出球面-锥面密封结构有限元分析的判定准则。研究结果表明,密封面接触线直径和管壁厚度对结构的应力应变的影响最大;当密封接触部位产生塑性变形时,密封可靠性更好,为球面-锥面密封结构的设计和有限元分析,提供了理论指导;其结构影响参数和计算判定准则可以直接应用于新产品的优化设计。

针对60度锥超高压水介质管接头密封结构,使用COMSOL Multiphysics软件对其进行力学仿真,得到了在受到5000 N预紧力时和受到110 MPa载荷时60度锥管结构密封结构的应力集中点和应力、应变值,通过对比接触应力与介质载荷得出此密封方式能够在110 MPa时实现密封。分析发现:受到预紧力后,连接管道和管接头中的应力集中点分别位于连接管道的前端和管接头锥面外圆,受到110 MPa载荷后,连接管道和管接头中的应力集中于连接管道与管接头锥面配合外圆处。在介质载荷的作用下,连接管道受预紧力产生的形变会得到补偿,锥面连接处形变得到了一定的恢复,降低了密封效果。