以冲压装备的关键功能部件制动器用往复密封Y形圈为研究对象,通过数值仿真和试验研究相结合的方法开展Y形圈密封特性研究,为实际工程中Y形圈往复密封系统的设计、分析提供帮助。基于混合润滑理论,建立往复密封Y形圈密封性能分析的数值仿真模型。模型耦合考虑了Y形圈宏观变形的固体力学分析、Y形圈接触区微观变形的变形力学分析、接触区油膜的流体力学分析、接触区粗糙峰接触的接触力学分析。通过该模型可以定量预测Y形圈工作状态下的泄漏量、摩擦力等性能参数。结合径向力测量试验和往复密封台架试验验证了仿真模型的正确性。基于仿真模型,分别从密封系统和密封圈的角度(即密封用户和密封厂家的角度)研究关键参数对密封系统性能的影响。对于密封系统,研究了截面预压缩量、缸筒表面粗糙度、介质压力、内外行程速度对密封性能的影响。对于密封圈,研究了Y形圈5个关键结构参数对性能的影响,并采用正交试验设计方法对Y形圈进行参数优化设计,获得一组最优参数的组合,可用于密封结构改进设计。通过开展热空气加速老化试验,研究Y形圈材料和结构随老化时间的变化规律,并拟合出Y形圈材料和结构的老化模型。综合考虑老化对Y形圈材料和结构的影响,建立Y形圈老化状态性能分析的数值仿真模型,定量预测Y形圈的老化性能。为便于工程应用,开发了基于数值仿真模型的往复密封性能分析软件平台,并基于Matlab Gui平台设计了人机界面友好的用户使用界面,为企业在往复密封研制过程中提供方便、快捷的技术工具。