随着液氢、液氧燃料在航天领域的广泛使用,对应用于低温环境的密封件也提出了严格的要求。金属橡胶材料是一种耐高低温、高压、抗腐蚀的均质多孔弹性材料,将其用于解决航空航天领域中苛刻工况下的密封问题具有十分重要的意义。将金属橡胶与其他材料结合可以制备多种包覆层型的金属橡胶密封件,其密封性能与工作时的回弹性能和密封界面之间的接触应力分布密切相关,而这两方面又都受密封件本身力学性能的影响。目前低温对金属橡胶密封件回弹性能的影响尚未明确,且当密封件被用于密封低温介质时,在温度载荷与力学载荷共同作用下所产生的热固耦合变形会影响到密封界面的接触应力分布。故本文针对低温环境下金属橡胶密封件的力学性能、回弹性能以及热固耦合变形对密封界面接触应力分布的影响开展了试验和仿真研究。本文对金属橡胶密封件的组成部分—包覆层和金属橡胶内芯分别开展了低温试验研究。对金属橡胶试样进行了低温迟滞特性试验,分析了其迟滞回线、弹性模量以及能量耗散系数随温度的变化规律;完成了包覆层低温拉伸试验,对其常温及低温环境下力学性能进行研究。建立了金属橡胶密封件有限元模型,对其进行了降温过程的仿真分析,仿真结果表明在20℃(常温)～-50℃范围内,密封件本身热膨胀特性所引起的变形对其回弹性能影响很小;对其进行了不同温度、不同压缩率的压缩回弹过程仿真分析,仿真结果表明其回弹性能与工作时压缩率密切相关,在常温～-50℃范围内,回弹率随温度的降低而增加;对比了各温度下回弹过程中接触应力分布规律。进行了金属橡胶密封件压缩过程顺序耦合和完全耦合热固耦合仿真分析,建立了顺序热固耦合仿真计算流程;根据金属橡胶密封件应用工况建立了金属橡胶密封系统有限元模型;利用顺序耦合仿真方法对模型进行不同工况的仿真分析,研究了密封系统的温度场和热固耦合变形,分析了密封件与上、下法兰盘密封界面处接触应力分布,得到了密封界面之间的接触应力分布随密封介质温度、压力的变化规律;分析了密封界面之间接触应力分布宽度及接触应力最大值对泄漏率的影响。