石墨密封垫片在核电密封行业的应用日益广泛,其工作环境也比较复杂,可能要承受高温并经受往复荷载的作用。在涉及对密封要求十分严格的行业中,由于法兰系统泄露引起的事故及损失都是相当巨大的,特别是危害源的泄漏还会造成火灾、中毒及爆炸等严重危害。此外,垫片在长时间受压后会发生一定程度的蠕变,这对其工作效率也会有影响。论文首先基于试验,研究了温度、尺寸等因素对石墨密封垫片的循环压缩回弹性能及压缩蠕变性能,随后通过建立垫片的有限元分析模型对垫片的压缩性能进行了仿真分析研究。首先,论文研究了加卸载速率、温度及径向尺寸对垫片循环压缩回弹性能的影响,得到了不同工况下垫片的应力-变形曲线,分析了垫片在不同循环内的塑性变形累积量,并计算出垫片在各工况下不同循环内的最大压缩量、压缩率及压缩模量。研究表明,加卸载速率越小、温度越高、尺寸越大,垫片越容易发生压缩及回弹。且垫片的压缩率及回弹率随着加卸载速率的增大而减小,速率越大,垫片越难压缩,垫片的回弹性能在常温下主要受最大压缩量的影响。金属加强环对柔性石墨有较好的支承作用,使得该垫片在高温下依然能有较好的抗压性能。其次,论文研究了石墨密封垫片的压缩蠕变性能。考察了试验荷载、温度及垫片径向尺寸对垫片蠕变性能的影响。试验荷载分别取35MPa及70MPa,温度分别取20℃、100℃及200℃,垫片规格分别选用DN15、DN40及DN65三种。并对柔性石墨填料环进行不同温度下的压缩蠕变试验,与垫片试验结果相对比。结果表明各种工况下垫片的蠕变性能没有明显差异,总体蠕变率都较低,现有蠕变时间的对数模型公式并不能很好地预测此类垫片的蠕变趋势。最后,论文建立了石墨密封垫片的有限元分析模型,通过求解及后处理对所建垫片模型在压力作用下各单元的变形情况及应力分布情况进行采集,并将模型在受压前后形貌与实际垫片试样进行对比,进一步探讨垫片在压力作用下的材料性能。从结果看,模型能较好地反映垫片各部分的实际受压情况,有助于进一步对垫片的力学性能进行数值分析。