高服役性能海洋动力定位装备是保持海上平台高精度动态定位和运行平稳性的核心装备,大功率的全回转推进器是制约我国自主研发的瓶颈。全回转推进器的可调距螺旋桨受到强交变外载荷的作用,桨毂运动副密封失效是主要的失效形式之一,研究螺旋桨密封性能的动态变化规律和保持机理对于提高整机寿命和设备的可靠性有着非常重要的意义。可调距螺旋桨的桨毂运动副使用O型圈密封,在桨叶法兰与调距销盘的预紧力作用下以及温度、转速、油压等不同工况参数的作用下,密封结构接触状态的变化规律,如压缩率和接触压力等直接影响密封可靠性和调距灵敏性。首先计算在南海服役过程中的实际工况并分析密封结构的负载,利用ANSYS Workbench建立桨毂运动副的有限元模型,仿真分析在不同预紧力、温度、离心力以及调距时接触状态和摩擦应力的变化规律;然后进行橡胶圈的拉伸实验以拟合其本构关系模型,在此研究基础上结合摩擦磨损和装配公差产生的间隙对不同压缩率和不同油压下的O型圈密封状态进行分析,根据密封机理对其磨损规律和失效形式进行预测;最后对不同的服役状态参数进行了灵敏度分析,强调了温控装置的重要性,并对装配预紧力进行响应面优化设计,得到了最佳预紧力组合,有效减小了预紧力引起的装配间隙。通过对桨毂运动副密封结构的有限元分析,揭示了不同工况参数下密封接触状态的变化规律,为可调距螺旋桨的设计优化和服役寿命的计算提供数据基础,对于密封结构的改进有着重要的参考价值。