激光加工多孔端面机械密封是一种新型密封,它是在普通机械密封的端面上加工出微米级的小坑孔,能够实现非接触,具有良好的润滑性能和密封性能。然而,目前对激光加工多孔端面机械密封的研究很少有文献报道。本文通过建立激光加工多孔端面机械密封的理论分析模型,采用有限差分法求解雷诺方程,获得在给定工况下泄漏量、摩擦功耗等密封性能参数数值,并分析不同微孔深度h_p和微孔密度S_p对其密封性能参数的影响规律,得到微孔深度h_p和微孔密度S_p的最佳值。与此同时,进一步计算由多目标优化方法构建的液膜刚度与泄漏量之比——协调函数,获得最佳的端面结构参数值。主要研究内容和结论如下:1.建立了激光加工多孔端面机械密封的流体动力学分析模型,根据假设,一个孔栏上的液膜压力分布可表征整个密封面上的液膜压力。将参数进行无量纲化,采用有限差分法对激光加工多孔端面机械密封进行了详尽地分析和参数研究,并利用VC++、Matlab计算机软件得到了摩擦功耗、泄漏量等密封性能参数值及刚漏比。2.对激光加工多孔端面机械密封的摩擦功耗进行了深入研究,理论推导得到了在密封端面间为液体摩擦时端面间的摩擦功耗表达式。通过理论计算,研究了结构参数对摩擦功耗的影响。结果表明,在微孔半径一定时,对微孔深度和微孔密度进行优化,可使端面间的摩擦功耗最小。3.理论推导得到了激光加工多孔端面机械密封的泄漏量计算公式,并进行了理论计算与分析,结果表明:微孔深度和微孔密度对密封端面间的泄漏量有很大影响。因此,为了增大密封动压效应,降低能耗,减少泄漏量,微孔深度和微孔密度应选择一合适值。4.通过计算多目标优化方法构建的液膜刚度与泄漏量之比的协调函数,分析得到了最佳的端面结构参数值,为激光加工多孔端面机械密封工程优化设计提供了可靠的理论依据。