随着现代工业的发展,尤其是石油化工以及原子能等行业,其工作环境对法兰联接密封提出了更高的要求。为了能够在高温、高压以及压力、温度波动等工作环境中实现长周期低泄漏,本文综合双金属自密封波齿复合垫片和核级石墨垫片的优点,发明一种新型MMC垫片。研究主要内容如下:首先,加工制作新型垫片样品,对其进行压缩回弹试验和密封试验,研究新型垫片的力学性能和密封性能。研究结果表明:温度将会影响新型垫片的压缩回弹性能,随着温度升高压缩率增加回弹率降低,但影响有限;发生金属与金属接触时,垫片接触应力急剧增加,压缩回弹曲线近似线性,限制环承担多余螺栓载荷;新型垫片具有较好的密封性能,发生金属与金属接触后,继续加载垫片泄漏率维持稳定,卸载时,限制环补偿垫片应力损失,其泄漏依然稳定。其次,根据新型垫片法兰联接的特点,参考欧盟提出的prCEN/TS1591-3法兰联接设计方法,探讨新型垫片预紧力的计算,虽然prCEN/TS1591-3方法只是草案,但是为了金属与金属接触型法兰联接的设计计算提供了理论基础。最后,利用ANSYS对新型垫片法兰联接进行结构分析、稳态以及瞬态——结构耦合分析,研究新型垫片在不同工况下密封性能。通过分析可知,MMC垫片具有一定的自密封能力,发生金属与金属接触后,限制环将承担多余的螺栓载荷;稳态温度场下内压波动将会引起垫片压应力降低,但是该值降低较小,这表明MMC垫片能够适应压力波动场合;由瞬态分析可知,不论是升温过程、温度波动还是降温过程,垫片内侧温度均大于外侧,垫片压应力处于稳定范围并且能够满足密封要求,MMC垫片能够适应温度波动的场合。