随着航空科学的日益发展,对航空发动机的要求越来越高,因此封严环的工作环境也越来越苛刻。W形封严环封严性能的好坏直接影响着航空发动机的工作效率以及安全。目前航空发动机W形金属封严环尚无性能参数与设计参数之间的量化对应关系,设计人员无法设计或掌握封严环泄漏、回弹性和刚度等重要性能参数,仅能在环件加工后通过试验被动获得封严环的性能参数,给封严环的设计和选用带来了极大的困难。本文针对此问题,通过综合运用理论分析、数值仿真和封严环试验等手段,对影响封严环泄漏、回弹性和刚度等重要性能参数的相关设计参数进行大量详细的分析研究,寻找其对应的内在联系及量化关系,以便获得单波W形封严环泄漏、刚度、弹性性能定量化计算方法,为W形封严环设计方法、准则、标准制定打下基础。主要内容包括:1)有限元仿真分析建立五种典型的不同结构的单波W形封严环有限元模型;研究不同结构参数对封严环刚度、回弹性能及泄漏率的影响规律;改变封严环的工况,对封严环进行仿真计算,得到五种不同结构封严环在不同工况下的支反力、工作应力和封严环与法兰盘接触面间的接触情况;2)W形封严环泄漏、刚度及回弹性能试验加工单波W形封严环试件,进行试验台高温工况改制及试验方案设计;利用试验台对封严环试件开展试验,得到不同工况下封严环的刚度值及泄漏值;测量卸载后封严环的自由高度,计算得到封严环的回弹率;将试验数据与有限元仿真数据进行对比,验证仿真分析的正确性。3)定量化表达式拟合利用MATLAB软件对有限元仿真数据进行数值拟合,得到封严环轴向刚度和工况下受到的最大Von-Mises应力与封严环主要结构参数间的定量化表达式;以平行圆板数学模型为基础,推导建立W形封严环泄漏量定量化表达式。将定量化表达式计算数据与仿真计算及试验数据对比,验证定量化表达式的准确性。4)温度对封严环泄漏性能的影响通过有限元仿真分析获取不同工况温度下封严环与法兰盘接触面间的接触情况,将其代入封严环泄漏量定量化表达式中,计算封严环泄漏量随温度的变化规律;开展高温工况下封严环试验,检验有限元分析所得变化规律的正确性。