油套管特殊螺纹球面对锥面密封结构的弹塑性接触应力分析

简介

基于Hertz接触应力和Mises屈服准则建立了考虑密封面附加作用扭矩的特殊螺纹球面对锥面密封结构的弹塑性接触应力理论模型,研究了密封面附加作用扭矩对密封面接触应力分布的影响规律。结果表明:随密封面附加作用扭矩的增加,密封面接触状态逐渐从完全弹性接触转变为弹塑性接触,接触应力分布逐渐由开口向下的抛物线向抛物线杯形转变,且接触宽度、屈服宽度和平均接触应力均逐渐增大。为提高特殊螺纹气密封性能,既要保证密封面具有足够的平均接触应力和接触宽度,又要合理控制屈服宽度,实例中建议将密封面附加上扣扭矩控制在731.7N·m~1826.4N·m范围内。研究结果对指导特殊螺纹合理上扣、提高螺纹气密封性能具有重要意义。