多因素下氧化石墨烯无石棉垫片应力场数值模拟

针对氧化石墨烯无石棉垫片的实际工作情况,建立螺栓法兰系统三维有限元模型,并运用Abaqus软件研究螺栓预紧力、介质内压及垫片尺寸3种因素对氧化石墨烯无石棉垫片应力场的影响;采用稳态温度场对不同介质温度因素进行研究,模拟实际工况下垫片的温度场及应力场分布。结果表明：垫片应力随着螺栓预紧力增大而增大,随着内压载荷及垫片宽度增大而减小;最高温度存在于垫片内侧,且随着介质温度升高,垫片内外侧温度差逐渐的增大;垫片应力沿径向由内到外呈现递增趋势,随着介质温度升高,垫片应力减小;垫片应力沿外侧周向分布不均匀,呈45°为一个周期变化。     

多壁碳纳米管增强无石棉垫片性能研究

为了优化配方并提高无石棉垫片的性能,以加入多壁碳纳米管(MWCNTs)的无石棉垫片为研究对象,对MWCNTs和无石棉垫片的主要组成材料进行均匀配方设计,对制备的无石棉垫片材料进行拉伸强度、压缩率与回弹率、密度和老化系数的性能测试;采用多元线性回归分析建立垫片各项性能与材料配方之间的回归模型,并进行验证。结果表明:综合性能最优时的配方(按质量分数)如下:多壁碳纳米管2. 48%、QY棉18. 58%、矿物棉23. 22%、高岭土23. 22%、云母6. 19%、滑石粉13. 93%、纸浆12. 38%;得到的回归方程式可以用来预估垫片材料的各项性能;不同组分材料对垫片材料性能的影响不一样,其中MWCNTs的含量对垫片的各项性能影响最大,且MWCNTs的加入能改善复合垫片材料的老化性能;随着MWCNTs含量的增加,无石棉垫片的拉伸强度、回弹率、密度和老化系数都增大,但压缩率逐渐减少。因此,在保证垫片材料的压缩率满足要求的前提下,适当增加MWCNTs的含量能显著提高无石棉垫片的性能。     

多壁碳纳米管增强无石棉垫片耐老化性能

为了提高无石棉垫片的耐老化性能，在无石棉垫片配方中添加一定含量经羟基化改性后的多壁碳纳米管（MWCNTs-OH），通过抄取法制备无石棉垫片试样。通过人工老化试验，测试老化前后垫片的压缩率、回弹率及拉伸强度性能，探讨羟基化多壁碳纳米管对无石棉垫片耐老化性能的影响。结果表明：在无石棉垫片配方中加入羟基化多壁碳纳米管可降低垫片试样老化前后的压缩率、回弹率及拉伸强度的变化量；随羟基化多壁碳纳米管质量分数的增大，垫片老化前后各性能变化先降低后增大，当羟基化多壁碳纳米管质量分数为1.2%时，对无石棉垫片的耐老化性提升最明显，且对力学性能有增强作用。