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摘要
管线闸阀工作过程中，常常会因密封接触面的磨损而导致其密封失效。针对这一问题，以代号为Z943Y-300Lb的高压管线平板闸阀为例，对其浮动密封结构的磨损特性进行了理论推导、仿真分析和试验测试研究。首先，运用了任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法和Archard磨损模型，对浮动密封结构启闭后的接触面磨损厚度进行了理论推导；然后，根据浮动密封结构特点，提出了以全局磨损量均方根值(RMS)为评价指标的方法；接着，利用ABAQUS软件，对浮动密封结构进行了摩擦动力学仿真分析，并研究了不同启闭次数、密封面宽度对浮动密封结构磨损特性的影响问题；最后，采用最小二乘法建立了高压管线平板闸阀密封面磨损量预测模型，预测磨损等厚度时所允许的磨损寿命，并根据试验测试结果对仿真结果的准确性进行了验证。研究结果表明：相对于其他区域，区域Ⅰ、区域Ⅱ的磨损量较大；启闭速度对闸阀密封结构的磨损寿命影响较大，随着启闭速度的增加，密封结构的区间磨损寿命呈现先增加、后减小的趋势；启闭速度为210 mm/s时，闸阀密封结构的磨损寿命最大；在一定的范围内，其磨损寿命随着密封面宽度增大而增加。该研究分析可为闸阀密封结构的优化设计及寿命预测提供理论基础。
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