夏芝瑋 樊新田 趙旭升 張杰毅 陳 果

(1.西安飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司制造工程部 陜西西安 710089；2.南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院江蘇南京 211106；3.南京航空航天大學(xué)通用航空與飛行學(xué)院 江蘇溧陽 213300)

現(xiàn)代飛機(jī)液壓系統(tǒng)逐漸向更高壓力發(fā)展，而管路結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度儲備很低，相關(guān)安裝控制標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足目前飛機(jī)管路系統(tǒng)的安裝控制要求，大量管路系統(tǒng)出現(xiàn)了密封問題，泄漏故障居高不下，成為了飛機(jī)管路系統(tǒng)的主要故障，嚴(yán)重影響了我國新型飛機(jī)的設(shè)計研發(fā)速度以及排故速率。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對管路泄漏進(jìn)行了廣泛研究。文獻(xiàn)[1]研究了航空鍍鎘45鋼和鈦合金導(dǎo)管連接件在模擬服役環(huán)境中的氣密性、油壓氣密性以及應(yīng)力腐蝕、表面腐蝕等性能。文獻(xiàn)[2-4]利用有限元法對管路錐形密封結(jié)構(gòu)和雙錐形管接頭密封連接結(jié)構(gòu)的密封性進(jìn)行了研究，分析了設(shè)計參數(shù)對密封性的影響。文獻(xiàn)[5]研究了航空發(fā)動機(jī)鈦合金管路連接副在拉伸載荷下的密封性能,建立了管路連接副在拉伸載荷下的多體彈性接觸模型，研究了連接副密封面的接觸力、接觸面積和接觸應(yīng)力隨拉力的變化規(guī)律。文獻(xiàn)[6]采用正交試驗(yàn)研究了管接頭擰緊力矩的主要影響因數(shù)。文獻(xiàn)[7-8]分析了管接頭在彈塑性小變形條件下，載荷及應(yīng)力沿密封面的分布規(guī)律。文獻(xiàn)[9]采用試驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方法分析管接頭在動力學(xué)載荷條件下的應(yīng)力松弛情況。文獻(xiàn)[10]計算了管接頭在擰緊力矩作用下密封帶寬度，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證;此外，還建立管接頭擰緊力矩與密封帶之間關(guān)系，為工程中管接頭擰緊力矩的確定提供理論依據(jù)。

但是，目前關(guān)于管路連接件密封性的研究中均未考慮裝配偏差所帶來的管道系統(tǒng)連接件裝配應(yīng)力對連接件密封性能的影響。而在工程實(shí)際中，由于裝配偏差所帶來的管路連接件裝配應(yīng)力是飛機(jī)導(dǎo)管滲漏的關(guān)鍵因素。本文作者基于有限元分析方法，建立管道連接件模型，通過靜力學(xué)仿真計算研究在軸向裝配偏差下密封面參數(shù)的變化規(guī)律及影響參數(shù)，并基于支持向量機(jī)回歸模型對有限元仿真結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到管接頭擰緊力矩、管接頭接觸面摩擦因數(shù)以及軸向裝配偏差與密封性能指標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系，從而建立起有限元的計算代理模型，以期用該回歸模型代替大量耗時的有限元計算過程。研究結(jié)果為實(shí)際飛機(jī)管道安裝中裝配參數(shù)的控制提供理論依據(jù)。

1 基于有限元計算代理的飛機(jī)液壓系統(tǒng)管路密封性能評估方法

1.1 總體流程

圖1所示為基于有限元計算代理的飛機(jī)液壓系統(tǒng)管路密封性能評估方法流程，主要包括3個部分，即管道密封性能的有限元仿真、仿真數(shù)據(jù)擬合以及管道密封性能預(yù)測與評估。

圖1 基于有限元計算代理的飛機(jī)液壓系統(tǒng)管路密封性能評估方法流程Fig 1 Flow of pipeline sealing performance evaluation method for aircraft hydraulic system based on finite element calculation agent

其中，管道密封性能的有限元仿真分析是首先建立復(fù)雜的有限元模型，然后利用拉丁超立方采樣方法得到擰緊力矩、摩擦因數(shù)和軸向偏差在參數(shù)域的樣本點(diǎn)，最后通過有限元仿真分析得到管道密封參數(shù)，獲取大量仿真數(shù)據(jù)樣本。仿真數(shù)據(jù)擬合是利用支持向量機(jī)回歸分析方法對仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，基于輸入-輸出等效的原則，得到管路密封性能的有限元計算代理模型。管道密封性能預(yù)測與評估是指在實(shí)際管道設(shè)計和裝配中，輸入不同的擰緊力矩、摩擦因數(shù)和軸向偏差，代入代理模型，預(yù)測出當(dāng)前參數(shù)下的密封性能，并對管路密封狀態(tài)進(jìn)行評估。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 管道密封性能的有限元仿真

圖2所示為管道密封性能的有限元仿真分析過程。首先根據(jù)管路連接件的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，利用Catia軟件建立幾何模型；然后利用Hypermesh軟件進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，并定義接觸和約束、施加螺栓預(yù)緊力和管道軸向偏差等；最后將所建立的有限元模型導(dǎo)入到ANSYS軟件，在不同的擰緊力矩、摩擦因數(shù)和裝配偏差下進(jìn)行仿真分析，得到管道密封面寬度。

圖2 管道密封性能的有限元仿真流程Fig 2 Finite element simulation flow of pipeline sealing performance

1.2.2 仿真數(shù)據(jù)擬合

在得到大量仿真樣本后，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合，從而得到反映擰緊力矩、摩擦因數(shù)及軸向安裝偏差對管道密封性能的影響關(guān)系表達(dá)式，并以此作為有限元模型的計算代理，用于對其他參數(shù)下的管道密封性能進(jìn)行預(yù)測和評估。其方法流程如圖3所示。

圖3 管道密封性能仿真數(shù)據(jù)回歸分析Fig 3 Regression analysis of pipeline sealing performance simulation data

由于該問題為典型的多元非線性回歸分析問題，文中引入具有小樣本優(yōu)越學(xué)習(xí)能力的支持向量回歸(Support Vector Regression,SVR)方法對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析和建模，從而得到管路連接件擰緊力矩、摩擦因數(shù)及裝配偏差與密封性能之間的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式。

對于給定的訓(xùn)練樣本{(xi,yi),i=1,2,…,n}，xi為輸入向量，yi為與之對應(yīng)的期望輸出向量。SVM用一個非線性映射φ將輸入向量映射到一個高維特征空間，并進(jìn)行線性回歸，其回歸函數(shù)為

f(x)=w·φ(x)+b

(1)

式中：w、b分別為權(quán)向量和閾值；w·φ(x)為w與φ(x)的內(nèi)積，并且滿足結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化原理。

對優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)求極值

(2)

K(xi,xj)=exp{γ|xi-xj|2}

(3)

式中:γ為核函數(shù)參數(shù)。

用核函數(shù)K(xi·xj)來替代內(nèi)積運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)由低維空間到高維空間的映射，從而使低維空間的非線性問題轉(zhuǎn)化為高維空間的線性問題。

引入核函數(shù)后，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)變?yōu)槿缦滦问剑?/p>

(4)

相應(yīng)的預(yù)測函數(shù)變?yōu)?/p>

(5)

利用式(5)就可直接建立支持向量機(jī)的回歸模型。

基于結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化的支持向量回歸預(yù)測方法，在理論上保證了小樣本學(xué)習(xí)下的模型泛化能力。因此，在取值范圍合理的情況下，SVM模型采用不多的訓(xùn)練樣本，就能夠準(zhǔn)確逼近非線性函數(shù)。

1.2.3 管道密封性能的預(yù)測與評估

圖4所示為管道密封性能的預(yù)測和評估流程。在設(shè)計和裝配過程中，需要研究在一定的擰緊力矩和密封面的摩擦因數(shù)配合下，能夠容許的軸向裝配偏差。因此，可以利用所得到的有限元代理模型，進(jìn)行準(zhǔn)確快速地預(yù)測和評估，避免了大量的有限元計算工作，從而大大地提升了管道設(shè)計和裝配工作效率；同時，也可為指定合適的制造和裝配標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范提供指導(dǎo)。

圖4 管道密封性能的預(yù)測與評估Fig 4 Prediction and evaluation of pipeline sealing performance

2 基于有限元計算代理的飛機(jī)液壓系統(tǒng)管路密封性能評估算例

2.1 飛機(jī)管路連接件有限元模型

2.1.1 管路連接件結(jié)構(gòu)

文中研究的管路連接件采用擴(kuò)口式管接頭，并選取常用的37°擴(kuò)口角。如圖5所示，管接頭連接件主要由管接頭、擴(kuò)口管、平管嘴和外套螺母4部分組成。管接頭和外套螺母的連接采用螺紋緊固的方式。在管接頭和擴(kuò)口管的連接過程中，管端在加工過程中形成的擴(kuò)口錐面與管接頭錐面相互配合，面與面緊貼在一起，從而形成金屬接觸的面面密封。平管嘴處于擴(kuò)口管和外套螺母之間，在壓緊擴(kuò)口管與管接頭的同時可以避免管路在復(fù)雜工作環(huán)境中，在擴(kuò)口交界處產(chǎn)生的應(yīng)力集中，將擴(kuò)口管路的剪切應(yīng)力分散，可以有效提高管接頭連接強(qiáng)度。管接頭與外套螺母在擰緊力矩作用下壓緊擴(kuò)口管與管接頭并出現(xiàn)塑性形變，形成密封面[11]。參考HB699—2002，文中采用的第一尺寸系列內(nèi)徑為10mm的直通管接頭標(biāo)準(zhǔn)如表1和表2所示。如圖5所示文中選取外徑為10 mm的管道連接件為研究對象。

圖5 管接頭連接件CATIA模型Fig 5 CATIA model of pipe connector

表1 管路連接件尺寸標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Dimension standard of pipeline connector

表2 管路及連接件為鋼件時擰緊力矩要求Table 2 Tightening torque requirements for steel pipe and connector

2.1.2 材料本構(gòu)模型

擴(kuò)口管道使用1Cr18Ni9Ti材料[12]，平管嘴使用1Cr11Ni2W2Mov材料[13]，外套螺母與直通管接頭使用TC6材料[14]。表3給出了材料的屬性與力學(xué)性能。

表3 材料力學(xué)特性Table 3 Mechanical Properties of materials

2.1.3 有限元模型

在將CATIA中構(gòu)建好的三維模型導(dǎo)入Hypermesh進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分。圖6所示為管路連接件的有限元模型。管接頭、擴(kuò)口管、平管嘴和擴(kuò)口管網(wǎng)格數(shù)分別為47 088、42 408、7 884和14 724，共計112 104個。

對于擴(kuò)口管路連接件，在ANSYS計算前需要明確和各部件間的接觸問題。接觸問題也是一種非線性計算問題，需要大量的計算資源，因此求解前一定要選取合適的接觸方式和接觸算法等。ANSYS中對于接觸的設(shè)置主要分為剛-柔接觸和柔-柔接觸，同時又根據(jù)接觸形式分為點(diǎn)-點(diǎn)接觸、點(diǎn)-面接觸、線-面接觸和面-面接觸。根據(jù)文中探討的擴(kuò)口處密封性問題，考慮采用柔-柔接觸和面-面接觸。根據(jù)不同接觸類型的特點(diǎn)，為了模擬管接頭和外套螺母處螺紋約束的狀態(tài)，采用no separation接觸；而其余3個接觸要考慮摩擦產(chǎn)生的相對滑動等影響，因此采用standard接觸。

擴(kuò)口管路系統(tǒng)屬于典型的螺紋連接，在ANSYS仿真軟件中，要求將擰緊力矩轉(zhuǎn)化為預(yù)緊力以方便后續(xù)的加載。對于擴(kuò)口管路系統(tǒng)，擰緊力矩T主要用于克服外套螺母同平管嘴間摩擦接觸的摩擦力矩T1以及外套螺母同直通管接頭螺紋連接處的摩擦力矩T2。

平管嘴和外套螺母摩擦力矩T1為

T1=Fμr2

(6)

螺紋連接處摩擦力矩T2為

(7)

總擰緊力矩T為平管嘴和外套螺母處摩擦力矩T1和螺紋連接處摩擦力矩T2之和，即

(8)

(9)

式中：F為軸向預(yù)緊力；r1為螺紋中徑的1/2；μ為摩擦因數(shù)；R和r分別為平管嘴和外套螺母接觸環(huán)的內(nèi)外圈半徑；P為螺距；θ為螺紋半角，螺紋半角為30°。

根據(jù)航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB4-4-2002，P=1.5 mm，θ=30°，r1=8.51 mm，R=8 mm，r=7.1 mm。經(jīng)計算r2=7.55 mm。將已知量代入式(8)，可得擰緊力矩、軸向預(yù)緊力和摩擦因數(shù)之間的關(guān)系為

T=F(0.238 7+17.377μ)

(10)

擰緊力矩轉(zhuǎn)化為軸向載荷，施加到外套螺母右端面節(jié)點(diǎn)上，以此模擬管路的預(yù)緊狀態(tài);管接頭的右端面節(jié)點(diǎn)施加固定約束。除了上述邊界條件，文中還需要分析偏差對管路應(yīng)力狀態(tài)和密封特性的影響。文中將軸向偏差以強(qiáng)制位移的形式添加在擴(kuò)口管的左端面節(jié)點(diǎn)上，如圖6所示。

圖6 約束及載荷的施加Fig 6 Application of constraint and load

2.1.4 密封性評價指標(biāo)及提取方法

管接頭錐面和擴(kuò)口管喇叭口面在預(yù)緊力作用下形成金屬面-面密封，即擴(kuò)口管面(低硬度面)發(fā)生塑性形變，填滿管接頭錐面(高硬度面)表面微觀縫隙。其密封性能可通過接觸面上最小密封寬度、平均密封寬度、密封面積以及平均密封壓力進(jìn)行評價。

密封寬度的定義是指接觸面上接觸壓力超過擴(kuò)口管(低硬度面)屈服極限部分的寬度。密封寬度越大則密封性能越好，反之亦然。密封寬度能夠最為直觀地表現(xiàn)出密封與否，在管道受到外載時，密封寬度可能不均勻，其中最小密封寬度為最窄的寬度，平均密封寬度為所有圓周角度上的密封面寬度的平均值，密封面積為所有接觸壓力超過擴(kuò)口管屈服極限部分接觸面積，平均密封壓力為密封面積上的平均接觸壓力。文中擬用這4個指標(biāo)來評價密封性能。

由表3可知，擴(kuò)口管路材料1Cr18Ni9Ti的屈服強(qiáng)度為205 MPa，而管接頭材料TC6的屈服強(qiáng)度達(dá)到883 MPa。因此，當(dāng)接觸壓力大于205 MPa時，擴(kuò)口管與管接頭金屬面面接觸間產(chǎn)生一定的塑性變形，從而填充兩金屬面間細(xì)小的縫隙，達(dá)到一定的密封效果。因此，文中認(rèn)為接觸應(yīng)力達(dá)到205 MPa的位置處于密封狀態(tài)，并根據(jù)處于密封狀態(tài)的最小寬度確定密封面寬，進(jìn)而判斷擴(kuò)口管和管接頭面面接觸整體的密封狀態(tài)。

2.2 基于飛機(jī)管路連接件有限元模型的密封性能仿真計算

2.2.1 多參數(shù)空間的拉丁超立方采樣

利用所建立的飛機(jī)管路連接件有限元模型仿真分析擰緊力矩、密封面摩擦因數(shù)以及軸向裝配偏差對管路密封性能的影響時，由于有限元仿真計算效率較低、計算負(fù)荷很大，因此需要設(shè)計仿真實(shí)驗(yàn)，利用能夠盡可能地均勻填充所有樣本空間的少量樣本進(jìn)行有限元仿真計算。試驗(yàn)設(shè)計是解決怎樣合理安排離散點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣試驗(yàn)的數(shù)學(xué)方法，它是構(gòu)造代理模型時所采用的取樣策略，決定了所需樣本點(diǎn)的個數(shù)和這些點(diǎn)的空間分布情況。研究表明，試驗(yàn)設(shè)計直接影響著代理模型的逼近精度和構(gòu)建效率。對于試驗(yàn)設(shè)計的一個基本要求是樣本點(diǎn)在參數(shù)空間中分布均勻，在參數(shù)空間中各個部分的樣本點(diǎn)密度基本一致，樣本點(diǎn)之間的相對距離也基本相同，并且樣本點(diǎn)的分布應(yīng)該滿足各向同性，即樣本點(diǎn)應(yīng)“既不重復(fù)，也不遺漏”地充滿整個參數(shù)空間。拉丁超立方抽樣(Latin hypercube sampling)是一種常用的參數(shù)空間抽樣算法。

圖7所示為摩擦因數(shù)、擰緊力矩以及軸向偏差3個參數(shù)的拉丁超立方抽樣結(jié)果，其中摩擦因數(shù)的范圍為0.05～0.3，擰緊力矩的范圍為30～50 N·m，軸向偏差為-0.3～0.3 mm，采樣點(diǎn)數(shù)為100?？梢钥闯觯捎美〕⒎椒椒ǔ槿〕鰜淼臉颖军c(diǎn)均勻地分布在整個參數(shù)空間。

圖7 3個參數(shù)空間的拉丁超立方抽樣結(jié)果Fig 7 Latin hypercube sampling results for three parameter spaces

2.2.2 基于SVR的回歸分析結(jié)果

通過仿真計算得到摩擦因數(shù)、擰緊力矩及軸向偏差與4個密封性能指標(biāo)(最小密封寬度、平均密封寬度、密封面積、平均接觸壓力)的數(shù)據(jù)集。對4個仿真數(shù)據(jù)集進(jìn)行支持向量回歸分析建模得到反映4個密封指標(biāo)的SVR模型，訓(xùn)練中采用10折交叉驗(yàn)證和網(wǎng)格搜索法得到最優(yōu)的模型參數(shù)，利用所有仿真數(shù)據(jù)測試模型的擬合能力，比較預(yù)測值和實(shí)際值的差異，并以此評定擬合模型的準(zhǔn)確性和有效性。圖8所示為各個密封指標(biāo)的預(yù)測值和實(shí)際值的比較，表4給出了預(yù)測值和實(shí)際值的均方誤差以及平方相關(guān)系數(shù)。從表4和圖8可以看出，SVR回歸分析達(dá)到了較高的擬合精度和推廣能力。

圖8 SVR回歸模型的預(yù)測值與實(shí)際值的比較Fig 8 Comparison of predicted values and actual values of SVR regression model (a) SVR model of minimum sealing surface width; (b) SVR model of average sealing surface width;(c) SVR model of sealing area；(d) SVR model of average contact pressure

表4 最優(yōu)回歸模型參數(shù)及評定指標(biāo)Table 4 Parameters and evaluation indexes of optimal regression model

2.3 摩擦因數(shù)對密封性能的影響

為了驗(yàn)證SVR預(yù)測模型的正確有效性,分別利用得到的4個SVR回歸模型預(yù)測了摩擦因數(shù)對密封性能的影響，并與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對比。計算條件為：擰緊力矩40 N·m，軸向裝配偏差為0，摩擦因數(shù)為0.05～0.3。圖9所示為最小密封面寬度SVR模型、平均密封面寬度SVR模型、密封面積SVR模型及平均接觸壓力SVR模型的預(yù)測結(jié)果與有限元仿真結(jié)果的比較。可以看出，4個有限元代理模型與有限元仿真結(jié)果達(dá)到了很好的一致性。圖9結(jié)果表明在擰緊力矩一定的情況下，密封面上的摩擦因數(shù)越大，密封面寬度和面積均有一定程度增加，但是密封面平均接觸壓力將出現(xiàn)下降，使得密封性能變差。

圖9 SVR模型預(yù)測與有限元仿真的摩擦因數(shù)對密封性能的影響規(guī)律比較Fig 9 Comparison of the influence of friction coefficient on sealing performance with SVR models prediction and finite element simulation (a) SVR model of minimum sealing surface width;(b) SVR model of average sealing surface width; (c) SVR model of sealing area;(d) SVR model of average contact pressure

2.4 擰緊力矩對密封性能的影響

為了驗(yàn)證SVR預(yù)測模型的正確有效性,分別利用得到的4個SVR回歸模型預(yù)測了擰緊力矩對密封性能的影響規(guī)律，并與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對比。計算條件為：摩擦因數(shù)為0.1，軸向裝配偏差為0，擰緊力矩為30～50 N·m。圖10所示為最小密封面寬度偏差SVR模型、平均密封寬度SVR模型、密封面積SVR模型以及平均接觸壓力SVR模型的預(yù)測結(jié)果與有限元仿真結(jié)果的比較?？梢钥闯?，4個有限元代理模型與有限元仿真結(jié)果達(dá)到了很好的一致性。圖10結(jié)果表明在摩擦因數(shù)一定的情況下，擰緊力矩越大，密封寬度、密封面積和密封壓力均增加，因此密封性能越好。

圖10 SVR模型預(yù)測和有限元仿真的擰緊力矩對密封性能的影響規(guī)律比較Fig 10 Comparison of the influence of tightening torque on sealing performance with SVR models prediction and finite element simulation (a) SVR model of minimum sealing surface width；(b) SVR model of average sealing surface width； (c) SVR model of sealing area;(d) SVR model of average contact pressure

2.5 裝配偏差對密封性能的影響

為了驗(yàn)證SVR預(yù)測模型的正確有效性,分別利用得到的4個SVR回歸模型預(yù)測了裝配偏差對密封性能的影響規(guī)律，并與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對比。計算條件為：摩擦因數(shù)為0.1，擰緊力矩為40 N·m，軸向偏差為-0.3～0.3 mm。圖11所示為最小密封面寬度SVR模型、平均密封面寬度SVR模型、密封面積SVR模型以及平均接觸壓力SVR模型的預(yù)測結(jié)果與有限元仿真結(jié)果的比較。可以看出，4個有限元代理模型與有限元仿真結(jié)果達(dá)到了很好的一致性。圖11結(jié)果表明在摩擦因數(shù)和擰緊力矩一定的情況下，軸向偏差對密封性能有一定影響，軸向偏差從負(fù)到正增加，密封性能變得更好，密封面寬度和面積逐漸增加，但是密封面平均接觸壓力則表現(xiàn)為先減后增。

圖11 SVR模型預(yù)測和有限元仿真的軸向裝配偏差對密封性能的影響規(guī)律比較Fig 11 Comparison of the influence of axial assembly deviation on sealing performance with SVR models prediction and finite element simulation(a) SVR model of minimum sealing surface width；(b) SVR model of average sealing surface width；(c) SVR model of sealing area；(d) SVR model of average contact pressure

3 結(jié)論

(1)建立飛機(jī)液壓系統(tǒng)管路連接件有限元模型，選擇摩擦因數(shù)、擰緊力矩及軸向裝配偏差3個對管道密封性能有重要影響的因素，以及最小密封面寬度、平均密封面寬度、密封面積以及平均接觸壓力4個密封指標(biāo)，研究3個因素對密封性能的影響。

(2)對3個因素的取值空間進(jìn)行拉丁超立方采樣，通過有限元仿真計算得到大量的仿真樣本；然后，利用支持向量機(jī)回歸模型對仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到有限元計算代理模型。

(3)利用有限元代理模型代替復(fù)雜的有限元計算對管路密封性能進(jìn)行評估，比較了有限元仿真結(jié)果和代理模型計算結(jié)果，驗(yàn)證了有限元代理模型的正確有效性。

(4)分析了擰緊力矩、摩擦因數(shù)、軸向裝配偏差等3個因素對管路密封性能的影響規(guī)律,結(jié)果表明：在擰緊力矩一定的情況下，密封面上的摩擦因數(shù)越大，密封面寬度和面積均有一定程度增加，但是密封面平均接觸壓力將出現(xiàn)下降，因此密封性降低；在摩擦因數(shù)一定的情況下，擰緊力矩越大，密封寬度、密封面積和接觸壓力均增加，因此密封性增加；在摩擦因數(shù)和擰緊力矩一定的情況下，軸向偏差對密封性能有一定影響，軸向偏差從負(fù)到正增加，密封性能變得更好，密封面寬度和面積逐漸增加，但是密封面接觸壓力則表現(xiàn)為先減后增。