在石油化工、核电与火电等高温低压大口径管线切断及控制领域,蝶阀以其结构紧凑、流阻小及启闭迅速等优势被广泛应用于管路系统。高温蝶阀在整个寿命周期内往往需要同时承受常温工况、高温工况及常温与高温交变循环工况的温度载荷作用,蝶阀的密封性能是决定管路系统能否安全稳定运行的关键因素之一。针对国内某阀门企业研发的高温三偏心蝶阀在高温工况下密封性能欠佳,或者数次常温与高温交变循环工况下密封失效的两个问题开展了研究,主要研究内容如下:（1）调研了国内外三偏心蝶阀与四偏心蝶阀的密封结构设计原理及特点,采用ANSYS Workbench有限元分析软件对比分析了三偏心蝶阀与四偏心蝶阀在常温工况与高温工况下的密封性能,结果表明三偏心蝶阀与四偏心蝶阀均能满足密封要求,三偏心蝶阀的周向接触应力分布相较于四偏心蝶阀不够均匀,四偏心蝶阀具备一定的推广价值。鉴于三偏心蝶阀研发技术成熟、生产成本低廉,并根据合作方需求,对三偏心蝶阀进行下一步结构优化以提升高温工况下的密封性能。（2）针对高温工况下三偏心蝶阀密封面局部区域接触应力较小的问题,采用Solid Works三维建模软件对三偏心蝶阀密封结构进行参数化建模,通过最优拉丁超立方试验设计方法对密封结构参数进行抽样并计算仿真响应值,构建密封结构的组合近似模型并进行精度检验。基于NSGA-Ⅱ遗传算法对密封结构进行多目标优化设计,得到密封结构的最优尺寸,对比优化前后密封面的周向接触应力分布情况可知,优化后的三偏心蝶阀在高温工况下密封性能得到有效提升且周向接触应力分布更加均匀,同时密封圈与阀座的等效应力有所下降。（3）通过ANSYS Workbench有限元分析软件对三偏心蝶阀进行常温与高温交变循环载荷下的热棘轮效应研究,基于Chaboche非线性随动强化模型对三偏心蝶阀进行10次温度循环加载分析,结果表明阀座的最大塑性应变随循环周期出现渐增性塑性累积,阀座因发生热棘轮效应而导致密封失效。对阀体外壁面进行良好保温后,经有限元计算阀座未发生棘轮效应,可见对阀体进行良好保温是避免因阀座发生棘轮效应而出现密封失效的有效手段。以上研究对高温多偏心蝶阀密封结构优化提供了理论和方法,对数次常温与高温交变循环载荷下蝶阀出现密封失效的问题给出了基础理论解释和防范措施。