螺栓法兰连接是石油化工设备中最主要的连接形式，在螺栓法兰连接中，垫片是影响连接密封性能的关键性元件，垫片密封是过程工业装置中压力容器、工艺设备、动力机器和连接管道等可拆连接处主要的静密封形式，螺栓法兰连接是过程装备泄漏的主要来源，垫片性能的好坏决定了密封的性能。柔性石墨金属波齿复合垫片是一种以表面加工出多道同心圆沟槽的金属板材为骨架，并在金属骨架两侧面粘贴上柔性石墨薄板的组合式垫片。波齿复合垫片具有很多优点，但目前国内标准只有波齿复合垫片的基本尺寸，而对其机械性能有重要影响的波齿环尺寸没有统一的标准。本文对波齿复合垫片中影响其力学性能的波齿环结构参数进行了正交试验设计和数值模拟，得到了最优化参数组合，并与波形复合垫片的力学性能进行了比较。　　本文的主要内容和研究结果如下:　　利用ABAQUS建立波齿复合垫片的有限元模型，通过数值模拟得到了波齿复合垫片骨架以及垫片的压缩回弹性能数据，并对骨架和垫片的应力分布进行了比较分析，结果表明波齿环是影响垫片机械性能的主要因素。　　通过正交试验设计的方法，对波齿复合垫片在不同波齿环参数情况下的压缩回弹过程进行了数值模拟，得到了最优的结构参数，并对优化的结构参数进行了模拟，验证了其合理性，把模拟结果与实验结果进行了比较，解释了两者的差异与联系，认为数值模拟的结果是可靠的，并且获得了波齿复合垫片的最大承压载荷。　　利用正交分析的方法，通过改变波形复合垫片骨架参数得到不同参数下波形复合垫片的压缩回弹性能，得到了最优参数组合，并对优化的参数组合进行了模拟，结果比较理想，同时获得了波形复合垫片所能承受的最大载荷。　　对最优参数组合的波齿复合垫片和波形复合垫片的压缩回弹性能进行了比较，发现波形复合垫片比波齿复合垫片应力分布更加均匀，但波形复合垫片先于波齿复合垫片屈服直至破坏，波齿复合垫片比波形复合垫片能承受更大的压缩载荷。最后对带波齿复合垫片与波形复合垫片的螺栓法兰连接接头进行了三维有限元模拟，结果表明，波齿复合垫片适用于压力等级较高的法兰接头，而波形复合垫片适用于压力等级较低的法兰接头。