密封结构在高压、真空和液体贮存容器等装备中有着广泛的应用,无论从科学研究或是技术实现的角度都已受到很多关注,并形成一套比较成熟的技术规范。然而,低温系统中的密封结构与常温系统相比却有很大区别,这是因为各种材料在低温环境下其物性与常温下迥异,会出现热胀冷缩、低温脆性、材料微结构上的相变等现象。在此情况下,常规的密封结构、密封材料、密封预紧力等关键因素在低温环境下的适用性问题都需要得以重新审视并开展针对性的研究,以期总结出一套行之有效的技术规范。本课题正是在此背景下计划开展相关研究,期望所得研究成果能为低温系统的密封技术提供参考。本文以铟密封圈为例,针对法兰-密封圈-螺栓结构进行其密封性能的实验研究与模拟分析,主要开展了以下三方面的研究:1)设计并搭建法兰-铟密封圈-螺栓结构密封性能测试系统,主要包括实验总体流程的设计、高压工况密封结构设计、螺栓预紧力测量系统设计、数据测量与采集系统的设计等。2)实验研究工作压力、螺栓预紧力、温度对法兰-铟密封圈-螺栓结构泄漏率的影响情况。将采用两种控制螺栓预紧力的方法,即应变计法和工程上常用的力矩法,进而分析各自的实验测量结果,总结泄漏率的影响规律。3)对法兰-铟密封圈-螺栓结构进行有限元建模,计算并分析密封结构工作压力、螺栓预紧力、温度对密封结构各部位应力分布、形变等影响,根据有限元分析结果探寻实验所得泄漏规律的内在机理。