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5GPa高温高压流变仪是地质科学研究中十分重要的科研设备。5Gpa试样围压是由超高压液压系统提供，由于超高压液压系统从元件到整个系统的设计理论还不十分完善，对超高压液压系统开展研究，为设计可靠实用的5Gpa高温高压流变仪超高压液压系统具有重要的现实意义。
通过对流变仪实验需求分析，确定液压增压系统方案，重点对超高压液压缸进行设计，包括液压缸结构和超高压密封。选用法兰连接的缸筒结构、整体式活塞结构和恒节流型缓冲装置完成液压缸功能结构设计。为实现超高压下密封的可靠性，设计出采用配合挡圈的O形圈和带挡圈的Y形圈组成的双重密封结构。根据各功能结构要求，完成对液压缸的设计计算和校核。利用有限元软件完成液压缸的结构静力学分析，重点对筒体和活塞部分进行分析校核。结果表明，液压缸能够满足流变仪液压系统的设计参数要求，结构安全可靠。
依据超高压单作用液压缸的双重密封结构，利用有限元分析软件ABAOUS对O形和Y形橡胶密封圈进行了研究。通过对未使用挡圈的密封和配合挡圈的密封的比较分析，探讨了挡圈在改善O形圈和Y形圈密封中的作用。仿真结果表明，挡圈能够在密封中显著降低。形圈和Y形圈的最大VonMises应力，实现对密封圈的保护作用，延长橡胶密封圈的工作寿命。通过模型接触压力的分析发现，采用挡圈结构的O形圈可以实现高达200MPa的密封压力，且有效防止了O形圈的挤出问题；使用了挡圈的Y形圈能够有效地提高密封压力，可以实现对70MPa的油压密封。双重密封结构的设计能够实现5GPa高温高压流变仪超高压液压系统中液压缸的密封要求。
对超高压单作用液压缸的密封进行了实验研究。由于密封失效时产生的泄漏会造成液压系统工作压力的降低，将严重影响流变仪实验的持续进行，所以重点对液压缸的耐压性、耐久性和内泄漏情况进行了实验分析。结合流变仪实验设备，设计出液压缸压力性能测试方法和内泄漏检测方案。通过对液压缸压力性能的测试发现，在0～200MPa的油压下液压缸没有发生变形和渗漏现象。通过不同油压下液压缸内泄漏的检测，发现液压缸的内泄漏量在标准允许的范围内。由实验研究分析发现，液压缸在强度和密封效果上能够满足流变仪超高压液压系统的需求，效果良好。
通过5GPa高温高压流变仪超高压液压系统的研究，实现对起关键作用的超高压单作用液压缸的设计和分析。通过对超高压条件下O形及Y形橡胶密封圈的仿真分析和液压缸密封性能的实验研究，为在超高压下橡胶密封圈的应用提供一定科学的理论和指导。对流变仪超高压液压系统的研究，可以为地球科学实验设备的研制和地质领域的科学研究起到一定的推动作用。