航天器燃料贮箱是运载火箭中体积最大的单体结构,随着大运载量火箭的研制燃料贮箱直径随之变大,这为增大贮箱密封口提供了条件,贮箱大口径密封口可减小人员进出困难,增加设备安装的便捷性。由于燃料贮箱中盛装液氢、液氧、液氮等低温燃料,复杂温度工况会对贮箱密封系统将造成较大影响,目前国内外对复杂工况下贮箱密封口密封性能的研究较少,因此,对多工况下贮箱中密封元件及密封结构密封性能的研究对航天器燃料贮箱的迭代更新具有深远意义。本论文针对这一目标从仿真模拟和实验探究两方面对贮箱密封口密封结构进行研究分析。主要研究内容如下:（1）针对所研制的结构需要,依据相关标准和工程经验设计金属O形密封元件和弹簧蓄能金属C形密封元件结构尺寸,探究密封元件结构尺寸变化对密封元件密封性能造成的影响。得到最佳的结构尺寸范围并运用数学回归优化分析方法分析得到多参数变量对金属密封元件密封性能的影响。（2）运用有限元仿真技术探究多工况下金属密封元件的密封性能变化情况,从极限温度和结构变形两方面来考量。得到不同温度工况下金属密封元件密封性能评价指标（压缩回弹性能、密封接触面面比压分布、密封面线载荷分布、有效作用区域）的变化情况;研究不同密封面法兰翘曲角度对密封性能的影响;采用合理的密封泄漏模型,依据有限元分析结论对多工况下密封泄漏量进行统计计算分析。（3）依据GB/T150《压力容器》和JB/T4734《铝制焊接容器》设计大尺寸燃料贮箱密封结构实验工装;建立实验工装有限元分析模型,对多温度工况下工装结构强度进行有限元分仿真分析,得到合理的试验工装设计方案。（4）加工制造所优化设计的密封元件和实验工装,设计实验方案并进行多温度工况下的密封泄漏实验,得到不同温度工况（常温、液氧温度、液氮温度、液氢温度、高温）下的两类金属密封元件在密封介质压力梯度变化时的泄漏量。（5）设计编写金属密封元件有限元分析软件,通多对Visual Basic、ANSYS、Word的逻辑嵌套得到可操作性强,计算结果准确的金属密封元件有限元分析软件,所设计软件具有一定的工程使用价值。