斯特林发动机是通过外部热源对机器中的氢气或氦气工质加热,进行闭式回热循环,将热能转化为机械能做功的。斯特林发动机闭式回热循环的工作特性要求密封装置必须具有可靠的密封性能,而优良的密封材料能够更好地提高密封装置的密封性能。近年来国内外学者对无油润滑材料的摩擦学进行了大量的研究,选用聚四氟乙烯为基体的密封材料,通过填充不同纳米粒子进行了大量的实验研究,发现聚四氟乙烯复合材料作为密封材料的耐磨性、自润滑性以及热稳定性与斯特林发动机的效率和功率密切相关。研究密封材料在高温高压和长时间下的摩擦磨损性能是至关重要的。要达到准确选择密封材料、最佳材料配比、优化密封件的结构及对其寿命的预测计算,而只通过实验的方法不够现实,所以本文把实验和仿真结合起来对密封材料进行摩擦磨损的研究和相互验证。本课题主要研究内容是:(1)首先从摩擦现象开始,着重的分析了磨损机理、分类以及影响磨损的主要因素。在分析过程中,注重基本理论的阐述,努力在复杂的磨损过程中找到基本理论存在。正确分析本课题采用的聚四氟乙烯复合材料在环-块摩擦磨损试验机上的磨损形式。(2)根据数值仿真的要求,合理的设计环-块摩擦磨损试验机的实验方案,根据不同配比的密封材料与不同的实验条件、实验参数进行实验,为建立试验机磨损模型提供更好的材料和试验参数,并验证其正确性。(3)为了更好的建立摩擦磨损试验机的磨损仿真模型,选择以Archard粘着磨损模型为基础,对试验机的摩擦接触表面做一定的假设,建立环-块摩擦磨损试验机的磨损仿真模型。(4)最后运用有限元软件ANSYS对环-块摩擦磨损试验机运行机理进行模拟仿真,得到试验机运行中的模拟数据,并运用MATLAB软件对模拟实验所得到的数据进行分析,最终拟合出试验机的磨损深度模型。并与实验数据相互验证。