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摘要
管道封堵机器人卡瓦在减速与坐封过程中易出现坐封失效和管壁损伤等问题。针对卡瓦在减速与坐封过程中出现的犁沟效应和硬接触现象，分析了卡瓦减速与坐封受力情况和管壁损伤因素；建立了卡瓦减速与坐封过程的有限元仿真模型，分析了卡瓦牙顶角、牙倾角、牙齿数等结构参数变化对其承压性能和管壁损伤特性的影响规律；采用多因素正交试验分析方法，获得了牙顶角、牙倾角、牙齿数关键结构参数组合最优的4种卡瓦；设计并搭建了卡瓦减速与坐封过程模拟实验，加工了4种最优组合结构参数卡瓦实物，完成了卡瓦减速坐封过程中与管壁摩擦的实验测试。通过仿真与实验所得卡瓦承压性能和管壁损伤程度结果对比分析，优选出卡瓦的最优结构参数组合为：牙顶角θ=65°,牙倾角γ=60°,牙齿数m=18。
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单位石油大学机电工程学院; 西南石油大学
