机械端面密封主要通过弹性元件和润滑介质的压力使周向对置的密封动、静环紧密贴合,从而防止密封端面的介质泄漏。利用表面织构技术在密封端面加工一定尺寸和形状的槽、孔织构可以提高流体的润滑和密封性能。表面织构主要包括两种类型:沟槽和微孔,本文选择具有良好动压效应的螺旋槽和润滑特性较好的椭圆微孔表面织构进行复合,继而开展螺旋槽-椭圆微孔复合织构化端面密封性能的研究。论文的主要研究内容和成果如下:首先,建立螺旋槽-椭圆微孔复合织构化端面的理论模型,采用有限体积法求解流体动压润滑方程,数值模拟了密封端面流体的压力分布和流场特性,计算出密封端面的密封性能参数:承载力F,泄漏量Q及膜刚度K,通过与相同工况条件下单一螺旋槽织构化端面和单一椭圆微孔织构化端面进行对比,并与相关文献进行比较验证了本文计算的正确性。其次,研究了不同的结构参数如织构深度h_p,密封间隙h₀,织构面积率S_p和工况参数如动环旋转速度n及压力比p_i/p_o对三种织构化端面密封性能参数的影响,结果表明:单一螺旋槽织构化端面能显著提高织构承载力和膜刚度,而单一椭圆微孔织构化端面对降低泄漏量有较大的贡献。在较小的织构深度和密封间隙的条件下,螺旋槽-椭圆微孔复合织构化端面可以获得相对较小的泄漏量和良好的承载力及膜刚度。最后,设计出三种不同排列形式的螺旋槽-椭圆微孔复合织构化密封端面:内孔-外槽型织构化密封端面、中间槽-内外孔型织构化密封端面、内槽-外孔型织构化密封端面,并考察了织构深度h_p,密封间隙h₀,织构面积率S_p,动环旋转速度n以及压力比p_i/p_o对密封性能参数的影响,结果表明,内孔-外槽型织构化密封端面具有最大的承载力和膜刚度,中间槽-内外孔型织构化密封端面具有最小的泄漏量。本课题提出了一种新型的螺旋槽-椭圆微孔复合织构化端面,并对其密封性能进了较为系统的研究,相关的研究成果可为机械端面密封复合织构的创新设计及实际应用提供参考和借鉴。