组合式动密封件具有密封性能优异、可靠性高、使用寿命长等特点,已成为航空密封装置中的关键零部件之一。动摩擦过程是直接影响密封性能及其失效的主要因素,深入研究其动摩擦磨行为,可为提高航空航天装备的使用性能和服役寿命奠定基础。本课题以典型的VL型组合式动密封件为研究对象,采用多尺度仿真分析和试验研究相结合的方法,开展了复杂工况下橡胶密封材料的摩擦行为研究。首先,研究了油介质、高温等因素对橡胶密封材料应力应变关系的影响规律,基于此建立了相应的材料本构关系。其次,基于研制的密封材料的摩擦综合试验平台,开展了复杂工况下的密封材料动摩擦试验研究,揭示了滑移速度、载荷、温度等因素对EPDM、PTFE材料的摩擦特性影响规律,为组合式密封件的仿真研究奠定基础。最后,基于有限元技术和表面分形理论,建立了组合式动密封件动摩擦过程的多尺度仿真模型。研究表明,密封圈和密封环的宏微观接触压力及宏微观摩擦功密度均随着温度的增加而减小;多尺度仿真方法可对组合式动密封件的密封性能进行有效评价,对高性能橡胶密封件的研制具有重要理论意义和应用价值。