金屬密封的工作原理決定了密封圈的硬度應(yīng)略低于法蘭，因此透鏡墊和法蘭材質(zhì)分別選用316 不銹鋼和12Cr2Mo1[4-5]。316不銹鋼的彈性模量為（2.0×105）MPa；12Cr2Mo1 屬于低合金熱強(qiáng)鋼，彈性模量�。�2.06×105）MPa；二者的屈服強(qiáng)度均為310 MPa。創(chuàng)建密封面接觸對時，透鏡墊上的接觸面選用CONTA172 單元，法蘭上的目標(biāo)面選用TARGE169 單元。模型內(nèi)壓為34.5MP，這一壓力作用于密封圈、法蘭內(nèi)表面以及二者接觸點的內(nèi)側(cè)。在法蘭的斜肩上施加6210kN 軸向集中載荷，這一工作預(yù)緊力是根據(jù)ASME 相關(guān)規(guī)定計算得到的[6]。鑒于模型的鏡像對稱性，限制密封圈中線豎直方向的位移。模型加載和邊界條件情況，如圖3 所示。18 吋透鏡墊的應(yīng)力分布情況，如圖4 所示。最大等效應(yīng)力值是241.5MP，現(xiàn)在接觸點附近。接觸壓力的大小決定了最終的密封效果，理論上當(dāng)接觸壓力大于需要密封的壓力時，就可以形成安全的密封。法蘭和密封圈之間的接觸壓力383.0MP，如圖5所示。