本文主要研究了水压条件下不同结构的密封件在不同工况参数和控制参数影响下的旋转轴密封性能及不同密封状态下旋转轴密封副的摩擦学特性。首先,阐述了研究的背景和意义,对国内外流体密封技术的研究现状进行了介绍。针对水液压、旋转动密封和可控密封三个技术方向,分别对其研究现状、发展前景和技术难点进行了介绍。其次,进行了可控柔性密封理论分析。介绍了可控柔性密封的密封原理和失效准则;建立了可控柔性密封形变物理模型,分析了可控柔性密封中橡胶密封圈的变形过程。基于张量函数,给出了可控柔性密封不同变形过程中的接触压力关系表达式。建立了旋转轴可控柔性密封润滑分析模型,分析了由橡胶密封圈与旋转轴构成的摩擦副的润滑机理,并推导出考虑了离心力影响的修正雷诺方程。对可控柔性密封的摩擦学特性进行了分析,探讨了可控柔性密封中密封圈的主要摩擦磨损机制,并推导了可控柔性密封中密封圈与旋转轴间摩擦扭矩的计算公式。然后,进行了可控柔性密封性能分析。通过对比分析现有的橡胶本构模型的适用范围,确定了本研究所用的本构模型,并利用ANSYS Workbench对建立的三维可控柔性密封物理分析模型进行了仿真分析。探索了密封圈截面结构、控制介质压力、密封圈轴向预压缩量、密封挡板径向间隙和旋转轴转速对可控柔性密封圈Von-mises应力、形变位移、密封圈与旋转轴间的接触压力和摩擦应力的影响规律;通过计算结果回归分析,得到了对应的控制压力与被密封介质压力间的关系表达式,为寻找可控柔性密封的可靠控制方法提供了参考依据。最后,设计了水压旋转工况可控柔性密封实验系统,通过理论和实验相结合的方式,针对水压工况,对可控柔性密封控制压力与被密封介质压力间的关系进行了实验研究。