從柔性金屬波齒石墨復合墊片金屬骨架結構入手，在一定的壓緊應力（45.0MPawww.zhmifeng.com）下，對厚度為3mm和2mm、具有三種不同的圓弧半徑、波齒距和齒數的金屬骨架采用有限元法進行應力分析，得到了應力分布狀態及彈性變形與其結構的關系，從中優化柔性金屬波齒石墨復合墊片的性能結構。柔性波齒石墨復合墊片是近幾年出現的一種法蘭連接系統中使用的靜密封元件。它是在齒形墊片基礎上發展起來、由一定幾何形狀的金屬骨架與柔性石墨復合層組成的密封墊片。因波齒石墨復合墊片的金屬骨架結構的特殊設計使它具有密封性能好，壓縮-回彈性能好、密封壽命長、可靠性高、加工制造及安裝方便、使用工況范圍廣泛等優點，現已在一些煉油、化工裝置中大量應用。但作為一種新興的產品，還有大量的內容需要研究。我國在此項目的研究多數只局限于某一性能方面的試驗研究。關于理論研究和幾何結構尺寸及覆蓋層的特性對其性能的影響方面的研究幾乎空白。我國于2003年12月出版發行了中華人民共和國國家試驗標準，標準中只給出了總體尺寸和總體結構形式以及外觀質量和性能指標，而對能否達到這一性能指標未有技術上的數據和說明。因此許多廠家由于缺乏理論指導和必要的試驗手段，盲目生產出的產品性能達不到要求，得不到認證，大大影響了企業的經濟效益，也給安全生產帶來隱患。2005年12月由國家勞動總局通報了關于密封件企業所生產的“柔性金屬石墨復合墊片”的抽樣檢測結果，全國百余家企業中，僅有三家企業生產的柔性金屬石墨復合墊片性能檢測基本合格，其余一些廠家的產品均不達標，因此，此項研究意義重大。由于柔性金屬波齒石墨復合墊片的優良的綜合性能和制造加工、運輸、安裝的便利，使其應用范圍越來越廣，越來越受到用戶的青睞。如果通過理論分析和試驗研究能夠找到提高墊片性能的科學的數據，柔性金屬石墨復合墊片將會有更加廣闊的應用前景。1.結構設計，柔性金屬波齒石墨復合墊片金屬骨架結構和整體結構形式分別。本結構采用上下非對稱同心圓弧形式，波齒結構的設計使得同心圓周截面積較為均勻，改變了原齒形墊片金屬骨架（如圖所示）同圓心圓周截面積差別較大的現象，從而受力更為合理，材料整體受力狀態較好，能夠充分發揮材料的整體作用。定位環厚度為T1，圓弧半徑R，齒間距P，齒深h，齒厚度t。2有限元應力分析金屬骨架密封面結構尺寸如圖1（b）所示，內徑D1=Φ84.5mm，外經D2=Φ120.5mm的波齒圓環（符合GB/T19066.2—2003）中規定的試樣規格Φ120.5×84.5），圓周方向上受到的應力可忽略不計，因此將三維的幾何模型簡化為二維模型。幾何模型的構造均按照實際尺寸，網格劃分采用四邊形非結構網格，網格最大為0.1mm×0.1mm。在壓緊應力為45±1.0MPa條件下，常溫狀態，對表1和表2的幾何尺寸進行徑向（X方向）和軸向（Y方向）應力計算，石墨復合墊表1和表2所示的結構尺寸分別為2mm厚和3mm厚不銹鋼板，平臺寬度一定（0.1mm），其余尺寸如表所示。www.zhmifeng.com