机械密封性能试验装置主要用于机械密封以及其他种类的旋转式动密封试验，可进行性能试验、密封产品考核试验和模拟现场工况的密封性能试验。本文针对国内机械密封行业在高参数大轴径（120mm)试验装置的开发方面基本处于空白这一现象，利用虚拟样机技术研发一套具有高速、高压、大轴径、大扭矩以及大功率的多工况密封性能试验装置。本文利用3D设计软件Creo Parametric进行试验装置虚拟设计，详细的介绍了各个部件的设计与选型，对零部件整体装配，获得了符合试验要求的设计结果；利用ANSYSWorkbenchl4.0对密封装置的传动主轴进行结构分析与动力学仿真，模拟工况下主轴的变形并进行了模态分析，分析主轴的固有频率，确定试验主轴转速范围，避开极限转速，以免产生共振。结合现有的通用机械密封进行大轴径高参数机械密封的设计，对所设计的密封件进行密封端面参数性能研宄，并利用ANSYS进行了高参数机械密封的结构变形、热变形以及热一力耦合变形分析。得到了动环（硬环）在试验时，因其导热系数大，热变形占主导地位；静环（软环）在试验时，力变形占主导地位，并根据分析结果，提出相应的改进措施。与此同时，根据机械密封的端面温度场和变形情况进行试验系统的设计，确定端面温度传感器的测试范围及安装位置；而且针对密封试验性能测试研发了一种新型无线压力传感器，专门用于测试机械密封端面摩擦扭矩，避免了轴承摩擦扭矩的影响，直接对端面摩擦扭矩进行测量。