载荷与边界条件边界条件。根据工程实际经验来设置法兰边界条件:法兰盖端面自由，下法兰设置轴向固定约束，子结构两侧对称面施加法向位移约束，以防止法兰环在径向和轴向发生偏转，同时防止法兰环产生偏离对称面的位移。载荷。外部载荷施加螺栓预紧力，在法兰内壁施加内压载荷与温度载荷。操作工况下预紧力W。的计算参考《化工容器设计》中螺栓预紧力大小计算方法，计算可得操作工况下的螺栓预紧力为91 113N。
分别将石墨缠绕金属缠绕垫片与金属齿形金属缠绕垫片安装于法兰上，并通过有限元模拟方法，对温度、压力、螺栓预紧力分别进行参数化，将模拟结果进行正交试验来分析说明这3种因素对这两种金属缠绕垫片密封性能的影响。
选取操作条件下的温度、压力、螺栓预紧力3个因素作为试验参数，试验指标为金属缠绕垫片径向中点处节点应力大小。正交试验表选取L933) n温度在实际操作况温度范围内选取10氏20仪3000C ;压力在法兰可以承受的压力范围内选取么4,6MPa ;螺栓预紧力在操作工况螺栓预紧力范围内选取45 000,60 000,91 113N，这样可以保证整个试验过程中法兰均处于密封状态，不会发生泄漏。
对比柔性金属缠绕垫与金属缠绕垫在分别经历压力波动后的应力变化可得，柔性金属缠绕垫经过两次波动后，垫片的应力降低幅度和变形量明显大于金属缠绕垫的。结合上一小节正交试验及对比结果可知，介质压力变化对柔h金属缠绕垫的影响较大，而对金属缠绕垫的影响相对较小，故金属缠绕垫更适合于压力波动工况。
程度为:螺栓预紧力>压力>温度，3种因素对金属缠绕垫应力的影响程度为:螺栓预紧力>温度>压力。高温工况下，相比柔性金属缠绕垫，金属缠绕垫的螺栓预紧力在螺栓屈服强度的10%一75%范围内均可以达到良好密封而不被压溃，更容易达到密封要求，在一定程度上降低了螺栓安装难度。高温工况下，压力波动对柔性金属缠绕垫密封性的影响大于对金属缠绕垫密封性的影响，金属缠绕垫更适用于压力波动工况。
