摘要：螺栓法兰连接是石化设备和管道中应用最广泛的密封形式，对其完整性和紧密性分析仍是工程中亟待解决的问题。综合考虑垫片的非线性压缩回弹本构关系、螺栓预紧和法兰垫片接触作用，将带接管的组合法兰、垫片、螺栓作为一个系统进行三维非线性有限元模拟。基于强度和密封要求，借助Waters公式和有限元试算，选定合适的螺栓预紧载荷。计算获得组合法兰在预紧、操作、设计和水压试验4种工况下的应力与变形分布规律。依据JB4732对法兰应力进行分类强度评定，依据ASMEⅧ-1从垫片应力和法兰转角两个方面进行密封评定。可为实际应用提供参考。

关键词：组合法兰 应力强度 密封 非线性有限元 

单位：华东理工大学机械与动力工程学院 上海200237