新型梁式管接头的密封性能分析与结构优化设计

摘要

为了提高梁式管接头的密封性能，以梁式管接头的结构参数为设计变量，对其进行优化设计。首先，建立了带有椭圆弧凹槽的梁式管接头的有限元模型；其次，以密封接触表面的最大接触压力为密封性能的定量指标，对影响梁式管接头密封性能的五个结构参数进行敏感性分析，选取影响效果显著的结构参数建立二阶响应面模型；最后，利用遗传算法对响应面模型进行多目标优化求解，并通过有限元数值模拟验证了优化结果的有效性。结果表明，椭圆长半轴、椭圆短半轴和第一道密封名义宽度这三个参数对梁式管接头密封性能的影响更为显著，当三者的值分别取为1.051 mm、0.540 mm和0.060 mm时，梁式管接头的密封性能能够得到有效提高。