以大型透平压缩机组轴系为对象，提出了以连续质量的传递矩阵法求解在计及齿轮啮合刚度情况下轴系扭转振动的固有频率和振型的计算方法；并以某工业透平压缩机组轴系为例，探讨了齿轮啮合刚度对轴系扭振频率特性的影响。

建立了气体润滑微孔端面机械密封（LST-MS）的气膜压力控制方程及雷诺方程,利用有限差分法和小扰动法计算了气膜稳态和动态压力分布,分析研究了频率数、面积比和布孔方式等参数对密封动态刚度和阻尼等表征气膜特性参数的影响。结果表明,高频扰动易使密封产生气膜振荡而导致密封失稳;孔径尺寸对密封气膜影响明显,随微孔列数的增多,刚度和阻尼均将逐渐趋于某一稳定值,频率数越大,则稳定值对应的微孔列数越多。

采用有限单元法求解了层流、等温条件下干气密封端面膜压的控制方程——雷诺方程,对比分析了普通螺旋槽（S-DGS）、带内环槽的螺旋槽（AS-DGS）和雁形螺旋槽（GS-DGS）3种典型型槽干气密封的端面气膜压力分布以及开启力、泄漏量、气膜刚度和刚漏比等密封性能参数的增量比。结果表明,GS-DGS具有高的稳定性和好的密封性能,更适用于低速低压或高速高压场合。研究结果为上述3种典型螺旋槽干气密封的实际使用提供了理论依据。

考虑密封介质粘度随压力和温度的变化,建立了流体静压型机械密封的流体润滑理论模型,采用有限差分法对广义Reynolds方程、广义能量方程、热传导方程等控制方程进行耦合求解,获得了介质温度瞬时升高对机械密封温度分布及密封性能参数的影响规律。结果表明,密封介质温度瞬时升高使端面开启力先增大后减小,泄漏率增大,液膜中各点温度值升高,而摩擦力减小,随着时间延长最后各密封性能参数均趋于稳定值;当热惯性系数较小时,开启力和泄漏率初始阶段增大趋势快,摩擦力减小趋势快,对于不同热惯性常数,密封性能参数达到的稳定值不变。

基于LabView软件开发了机械密封试验数据采集系统,分析了采集系统的基本要求及其基本框架结构,实现了系统的自动控制、数据采集、数据实时显示、数据存储以及历史数据查询等功能。介绍了试验系统软件的实现方法,并给出了系统自动控制、参数设置、数据采集、数据定时保存、数据分析和实时波形显示等关键环节的设计要点和具体程序框图。最后对所设计的数据采集系统进行了性能测试,结果表明所设计的系统可以满足机械密封试验的要求。

LaserFace液体润滑端面密封（LF-MS）能提供全膜润滑,密封寿命得到延长,可以应用于几乎所有清洁液体介质润滑的场合,特别适用于易汽化介质等苛刻工况。针对LF-MS,采用混合接触理论,建立了其二维数学分析模型,通过液膜压力分布和液膜速度场的分析揭示了LF-MS的工作机理,对比分析了等深和变深动压槽LF-MS、普通平面端面密封及含矩形引流槽端面密封等4种不同端面结构机械密封的性能。结果表明：LF-MS具有端面动压效应好、摩擦系数低及液膜刚度高的优点,综合性能明显优于普通端面密封和含矩形引流槽端面密封,且与等深动压槽相比变深动压槽对提高LF-MS的密封性能作用明显。

采用商业有限元软件建立了核主冷泵用流体静压型机械密封动、静环组件的非线性二维轴对称有限元模型,通过对接触状态的分析给出了合理的动、静环简化边界约束条件,基于此建立了热弹耦合数值模型,对雷诺方程、能量方程、热传导方程进行耦合求解,证明了所建立模型的正确性,并对静环端面尺寸参数进行了优化设计。为保证良好的稳态密封性能,计算结果推荐静环端面的锥角在300～350μrad范围内选择,台阶半径Rm在0.120～0.125m范围内取值。

为进一步提高雁型槽端面干气密封在低速、低压工况下的开启性能，在等深雁型槽的基础上对槽底结构进行变深优化，提出了收敛型锥度、收敛型阶梯、发散型锥度和发散性阶梯4种槽底变深结构。基于气体混合润滑理论，考虑密封端面粗糙度效应和端面间气体滑移流效应，建立了雁型槽端面干气密封动压开启分析模型，数值分析了槽底变深结构干气密封的气膜压力分布，研究了相对变深坡度、环颈深度和密封压力对变深雁型槽端面干气密封的临界开启转速和气膜刚度的影响。结果表明：与等深槽相比，槽底变深结构可提高密封端面间气膜承载能力和稳定性；在相对变深坡度λ=3／8．4／8时，变深结构干气密封的临界开启转速nc取得最小值，且发散型变深结构略优于收敛型变深结构；相对变深坡度取最优值时，发散型结构干气密封的临界开启转速nc与...