在转杯纺纱机中，转杯是其核心的部件。转杯的速度、形状以及磨损状况都会对成纱质量造成很大影响，尤其是转杯的磨损是转杯纺机失效的主要原因之一，直接影响成纱的质量、断头及生产效率，关系到企业的信誉和经济效益。纺杯不同部位的磨损特征和磨损机理是不同的，本次研究主要是针对转杯内壁的磨损进行的。本文首先使用fluent软件仿真了转杯高速旋转时，转杯内部空气和纤维气固两相流的流动状态；然后运用有限元LS-DYNA模块模拟了纤维粒子冲蚀转杯内壁的动态过程；最后对转杯内表面微观磨损形貌进行电子显微镜拍照实验，观察了转杯内壁不同位置磨损的差异性和磨损特征，从而验证了流场和LS-DYNA数值分析方法的有效性。首先，选择适合分析转杯内部流场运动的RNG κ-ε模型，利用fluent流体计算软件分析了转杯内部纤维和空气混合两相流的运动情况，获得了转杯内部流场的速度分布、静压力分布和纤维浓度分布图。分析在不同入流速度、不同负压、不同纤维浓度以及不同转杯时，转杯内部总体和壁面的静压力分布情况、两相流流速分布状态以及纤维的凝聚状态。结果表明：转杯内部的负压使混合两相流从输棉通道进入转杯内部后，对与输棉通道口正对的滑移面产生直接冲蚀，之后混合流在转杯高速旋转的带动下，沿着转杯内壁做周向旋转运动，并逐渐向凝聚槽汇集。因此，通过输棉通道的倾斜角度和转杯滑移面的角度尺寸，能够得到混合流与转杯滑移面的最大冲蚀角；通过两相流流速分布可以获得混合流的冲蚀速度。其次，在流场分析的基础上，利用LS-DYNA有限元软件，仿真了混合两相流对转杯内壁的动态冲蚀磨损过程。在转杯的不同位置，纤维粒子对转杯的磨损机理是不一样的。仿真结果表明：在输棉通道口处，由于冲蚀角度大，磨损方式主要以凹坑状的点蚀和材料剥落为主；在凝聚槽处，由于冲蚀角度小，纤维相对转杯的速度大，磨损方式主要以犁削式的材料剥离为主。此外，凝聚槽处的磨损还包括纤维环与转杯相互滑动摩擦，造成的擦伤式磨料磨损。其他位置的磨损形式是介于这两者之间。同时通过LS-DYNA仿真的磨损过程和单元剥离状态，预测了转杯的使用寿命。最后，利用电子显微镜观察了转杯内壁微观磨损形貌。实验结果表明：转杯的磨损特征和LS-DYNA有限元分析以及fluent流体仿真得到的结果基本一致；转杯凝聚槽的磨损最严重，磨损特征表现为沟痕状；转杯输棉通道正对的滑移面，磨损方式最复杂，磨损特征表现为凹坑状和沟痕状相间；转杯其他位置的磨损相对较轻，磨损方式相对简单，磨损特征表现为浅划痕状和点蚀坑。最后，通过电镜观察了转杯轴处的磨损状态，结果表明转杯轴的磨损是直接接触的典型形式的疲劳磨损形式。