金属橡胶材料(Metal Rubber,MR)在高温高压等环境下因其金属和橡胶的双重特性而具备优越的性能,因此将其应用于密封领域有助于解决苛刻工况下的密封难题。由于金属橡胶材料具有非线性和各向异性特征,将其作为密封件的内芯从而增强密封性能的作用机制仍需进一步研究,且由不同金属丝丝材制成的金属橡胶被用来适用于特殊的密封环境,但丝材特性对金属橡胶材料性能的影响尚未清晰。故本文针对金属橡胶密封件,进行MR弹性体在密封件中的作用机制及丝材特性对金属橡胶的性能影响的理论及试验研究。首先,根据密封工况需求,选取四种牌号的金属丝作为研究对象分析其特性对金属橡胶力学性能的影响规律;完成了四种丝材的金属橡胶试样静态试验,对比了其力学性能差异;完成了四种材料的销盘摩擦试验、金属丝拉伸试验和螺旋卷拉伸试验;分析了不同丝材特性对金属橡胶力学性能的影响规律。运用三维X射线显微镜分析了金属橡胶内部螺旋卷纠缠分布规律;分析了金属丝力学性能对螺旋卷刚度影响及载荷对材料摩擦特性影响;基于正态分布函数建立了包含丝材特性的金属橡胶的力学数学模型。利用该数学模型描述了丝材特性对金属橡胶材料力学性能的影响规律,并能够以该模型为基础对其他丝材进行推广应用。其次,根据金属橡胶密封件的接触特征,利用ABAQUS建立了金属橡胶密封件、金属C形圈及金属O形圈的有限元接触模型,运用仿真计算结果分析了其在不同压缩率下接触性能的变化规律;对比了三种不同型式密封件的接触应力分布规律,分析了MR弹性体在变形过程中对密封件塑性形变及接触状态的影响,明确了其在密封件工作过程中的作用机制。最后,对不同结构参数的金属橡胶密封系统进行了仿真分析;借助神经网络材料建模法描述了不同丝材金属橡胶的力学性能,对四种丝材构成的密封件进行不同工况下的仿真计算,分析了其接触状态及塑性形变,明确了丝材特性对金属橡胶密封件接触性能的影响规律;制备了四种不同丝材的金属橡胶密封件并进行了静态力学性能试验;分别对不同丝材的密封件进行了不同工况下的泄漏试验,得到了其泄漏率,验证了仿真结果的正确性。