在车辆先进传动系统中,涨圈型密封环主要应用在湿式离合器的配油装置上。在高速重载的实际传动过程中,密封环和旋转轴之间的相对摩擦会导致密封环出现热失稳现象以及局部磨损,密封环提前失效,致使操纵压力无法满足额定要求,导致湿式离合器无法正常接合和分离,动力传递失效,最终车辆无法正常运行。因此,本文通过理论建模,仿真分析以及试验等方法,围绕复合材料密封环热失稳问题展开研究,计算得出复合材料密封环出现局部高温热带的临界速度,分析了影响临界速度的因素,探明了热失稳与热致磨损相互作用机制,为避免密封环热失稳现象的发生,提升密封环性能,保障离合机构稳定性提供了依据。本文首先基于扰动法建立了密封摩擦副局部高温热带热失稳研究理论模型,联合伽辽金有限元算法构建密封摩擦副的热传导、温度场扰动等非均匀特性的物理模型及各物理场之间的耦合关系。将热失稳问题转化为矩阵行列式求解问题,得到了密封环局部高温热带临界速度的求解方法。定量分析了摩擦系数、密封环材料参数和尺寸参数对密封环热带临界速度的影响规律。应用大型有限元软件动态研究密封环热失稳现象。建立导热微分方程、热边界条件,通过显式动态算法的热-结构耦合计算模块,分别在高于临界速度和低于临界速度时模拟密封环摩擦面温度和接触压力的分布情况。得到了密封环在热失稳状态时表现出的基本特征,为研究密封环热失稳问题提供了可靠便捷的手段。研究分析了复合材料密封环热失稳与热致磨损相互影响机制,提出了循环迭代计算的仿真流程,模拟了复合材料密封环从局部材料热损伤到整体磨损破坏的服役规律。建立Archard磨损模型,联合热-结构耦合计算得出密封环摩擦面节点磨损量,更新表面几何形状以反映给定时间内的磨损程度。在循环反复此过程中,观察局部高温热带的变化规律。结果表明磨损是热带迁移的驱动机制,在复杂的磨损状态下,热带会呈现更加复杂的变化,如热带的分裂和合并。选用自主设计的动密封综合性能试验台进行试验,制定了试验方案,得到了密封摩擦副在滑磨过程中,转速与密封环表面温度变化规律。根据计算得出的临界速度,改变试验转速,观察不同转速下密封环温度的扰动情况,从而确定了密封环进入热失稳状态的临界速度。通过扫描电子显微镜进行密封环表面的形貌分析,获得了密封环摩擦表面由热失稳导致的典型磨损特性。通过与试验结果对比,验证了数值模拟复合材料密封环热失稳方法的实用性和准确性。