針對反應釜的高腐蝕性、恒溫以及多振動等工況,設計一種新型鎳鈦合金雙層波紋石墨復合墊片,其骨架材料為鎳鈦合金,結構為雙層式波紋結構,在雙層骨架的內(nèi)外側填充石墨層。選取波紋數(shù)、骨架厚度和波紋幅值等參數(shù)進行正交優(yōu)化設計,采用ANSYS軟件模擬該墊片在一定波紋數(shù)(4～6個)、骨架厚度(0.3～0.5 mm)和波紋幅值(0.3～0.5 mm)時的變形特征。結果表明:新型墊片的最佳回彈率為93.84%,對應的波紋數(shù)、骨架厚度和波紋幅值為5個、0.5 mm和0.3 mm。與不銹鋼雙層波紋石墨復合墊片和不銹鋼單層波紋石墨復合墊片對比表明:鎳鈦合金雙層波紋石墨復合墊片具有最好的回彈性能。
【部分圖文】：

柔性石墨金屬波紋復合墊片是在波紋狀的金屬板的兩面覆蓋柔性石墨的一種復合墊片。這種墊片既有金屬的強度,又有波紋彈性的特點,其結構如圖1所示[10]。但該柔性石墨金屬波紋復合墊片的壓縮量較低,預緊力較小時柔性石墨與法蘭接觸面無法形成完全密封;預緊力過大時容易散架。為此,文中設計了一種雙層復合墊片,如圖2所示,其在較低預緊力時也能提供足夠的壓縮量,起到較好的密封性能。圖2 鎳鈦合金雙層波紋石墨復合墊片

鎳鈦合金雙層波紋石墨復合墊片

鎳鈦形狀記憶合金在奧氏體狀態(tài)下加載時其超彈性的典型曲線如圖3所示,分為加載和卸載2個過程。加載過程中:AB段是母相奧氏體下的線彈性變形;BC段是馬氏體相變引起的超彈性階段,點B和C的應力分別為σ s A→Μ 和σ e A→Μ ,視為馬氏體相變初始應力和結束應力。DE段是馬氏體的彈性回復階段;EF段是馬氏體逆相變階段,點E和F的應力分別為σ s Μ→A 和σ e Μ→A ,視作逆相變開始應力和結束應力;FG段是母相奧氏體的線彈性回復階段;GA段是卸載至載荷為0后的殘余應變量。由以上各階段組成的超彈性曲線呈典型的旗幟狀,即整個變形過程呈現(xiàn)遲滯環(huán)效應。鎳鈦合金材料參數(shù)如表2所示,表中ε對應圖3中的GA段,即最大殘余應變值;α為鎳鈦合金對拉壓反應的差異;EX為彈性模量,盡管鎳鈦合金的奧氏體彈性模量大于馬氏體彈性模量,但由于材料模型的局限,ANSYS模擬過程取奧氏體彈性模量等于馬氏體彈性模量[12-13]。
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本文編號：2862951