虽然双锥形管接头密封管路联接结构在实验室小型高压气路管道密封联接方面成功使用多年,但对该结构还没成熟完整的理论设计方法。本文在深入研究双锥形管接头密封管路联接结构的基础上,运用稳健设计方法,综合元件几何尺寸、材料力学性能、元件表面粗糙度、轴向预紧力、配合间隙、锥角和锥角差等因素,找出了该结构比较合理的设计参数组合。 本文首先通过对金属密封条件分析,得出了双锥形管接头的密封条件。在此条件下,密封系统可实现“零”泄漏,轴向预紧力成了评判密封系统优劣的重要标准。这为有限元法进行数值试验准备了条件。 在进行稳健设计时,首先运用有限元法计算分析双锥形管接头密封管路联接结构设计参数对管路密封性能的影响,确定了各主要影响因素的取值范围,在此基础上安排了正交数值试验,并用正交多项式拟合出各主要影响因素对轴向预紧力影响的响应面模型。同时,还建立了影响双锥形管接头密封管路联接结构形体大小和拆装的结构几何模型。然后,通过多目标优化思想,找出双锥形管接头密封管路联接结构最佳设计参数组合,并用有限元法验证优化结构承载内压的大小。 最后对全文进行总结并对未来的研究进行展望。