本文以稳压器双锥密封结构为对象,采用多线性随动强化模型模拟了垫片的压缩回弹力学行为,探究了降温速率和螺栓预紧力变化对密封面接触压力的影响,利用基于泄漏率的密封模型对密封性能进行了科学表征,建立了以最大允许泄漏率为准则的螺栓法兰垫片连接设计方法,解决了依据ASME和GB-150规范密封设计系统在使用过程中多次发生泄漏的问题,为工业领域螺栓法兰密封系统设计提供了新的思路。

针对柔性舱为密封舱在太空环境中存在密封可靠性不足问题,文章提出了一种柔性舱O型密封结构,建立了柔性舱密封结构的非线性有限元仿真模型。通过柔性舱O型密封圈的Von Mises应力及最大接触应力来判定柔性舱密封可靠性,探讨柔性舱内气压、预压缩率、压条与舱门法兰间是否添加薄膜等因素对柔性舱密封性能的影响状况。ANSYS仿真分析结果表明:随着预压缩率及柔性舱内压增加,最大接触应力与Von Mises应力增大;当柔性舱密封结构添加薄膜时将增强密封性能,预压缩率为10%且舱内气压在0.1~0.6MPa范围内时可实现自密封,从而保证柔性舱密封性能。

采用快速高效的方法完成了含表面缺陷压力容器的疲劳评定。该方法以核压力容器常用材料为研究对象,给出了关键参数的取值和适用范围。以压力容器的圆筒形结构为典型结构、M310机组一回路温度-压力瞬态为载荷输入,归纳了应力幅值的计算式。上述研究为含表面缺陷压力容器疲劳评定做了技术储备,经工程实践检验,达到了工程应用的要求。

ASME和RCC-M规范中规定了核级设备简化的弹塑性疲劳分析方法。规范中规定了泊松比效应和应力应变非线性导致的塑性修正因子（Ke）。RCC-M规范提出了分别适用于机械载荷和热载荷作用下的塑性修正因子。文中对蒸汽发生器主给水接管隔热套管进行疲劳分析,采用上述修正因子进行塑性修正并比较。结果表明在总应力中热应力占主导的情况下,ASME规定的塑性修正系数最为保守,RCC-M规定的塑性修正系数次之,泊松比效应导致的塑性修正因子保守性最小。

稳压器在寿期内要经受剧烈的温度压力变化,密封部位的泄漏有可能导致整个容器压力边界的丧失。文中对复杂稳压器人孔密封结构进行了密封分析,首次采用预应力单元的方法模拟螺栓预紧载荷,成功地克服了石墨垫片各向异性弹塑性分析难以收敛的难题。并阐述了非线性接触问题收敛性的影响因素,为稳压器等容器类密封分析提供了新的分析思路,为核动力装置平稳运行的完备性提供了依据。

利用ANSYS Workbench软件建立了一个航空液压作动器O形圈静密封数值仿真模型，研究了O形圈在不同压合量、油液压力、温度等条件下的接触压力分布和Mises应力分布，以此得到压合量、油液压力、温度等因素对O形圈静密封性能和使用寿命的影响。结果表明：随压合量、油液压力的增大或者温度的升高，O形圈的最大接触压力和最大Mises应力都增大，密封性能良好但是使用寿命下降。计算了各压合量和油液压力下O形圈的有效密封宽度，并利用有效密封宽度来评价O形圈静密封的可靠性。

利用ANSYSWorkbench软件,建立航空液压作动器中一种常用的"O形圈+矩形滑环"组合密封件的有限元模型,研究密封件在不同压合量、温度和油压等条件下的泄漏量和摩擦力。结果表明:随压合量的增大或者温度的升高,密封圈泄漏量减小,但摩擦力增大;随油压的增大,密封圈泄漏量和摩擦力都增大;不同压合量、温度和油压条件下,活塞杆伸出时的摩擦力总是大于缩回时的。通过改变矩形滑块的结构,对组合密封件的密封性能进行优化。优化结果显示,合理地选取油液侧接触角和空气侧接触角能够明显降低泄漏量.