磁液双悬浮轴承是将液体静压支承引入到磁悬浮理念中形成的电磁悬浮及液体静压双重支承的轴承,能够大幅提高承载能力及刚度。磁液双悬浮轴承工作时,电磁线圈产生的热损耗会导致定子磁极发生热变形,减小转子与定子之间的间隙,增加碰摩的概率及程度,降低稳定性及服役寿命。而线圈热损耗不仅与磁极材料及电流有关系,而且还会受到润滑液的冷却效应、气隙/液膜的厚度变化的影响,隶属于磁-液-热-固多物理场的耦合问题。因此本文拟建立磁液双悬浮轴承的多场耦合数学模型,对其进行磁-液-热-固耦合求解,探索磁极周边的流场特征,揭示线圈铜损的热量传递路径及热损耗分配规律,探索不同运行参数下定子磁极的温升及热变形分布规律。本文主要研究内容如下:(1)建立磁液双悬浮轴承的多场耦合仿真模型,利用ICEM对轴承进行合理的网格划分,确定轴承的边界条件,对其进行磁-液-热-固耦合求解,探索磁极/线圈周边的流场特征、轴承温度分布特征以及定转子热变形特征,揭示线圈铜损的热量传递路径及热损耗分配规律。(2)应用单一变量法模拟仿真输入电流、进油压力、转子转速、磁极个数、线圈匝数、导线直径等参数对磁液双悬浮轴承温升、定子热变形、油膜温度以及流体冷却效率的影响规律。(3)运用正交试验法,在所研究参数限定范围内选取代表性的数据点,建立正交试验表。结合ANSYS模拟仿真得出各个参数组合的仿真数据并对数据经行处理,结合极差和方差分析法,确定磁液双悬浮轴承结构参数对轴承温升及定子热变形的影响结果。(4)利用PIV系统对磁液双悬浮轴承进行了内部流场观测试验,并将试验结果与仿真结果对比,验证本课题模拟思路的可行性以及仿真结果的可靠性。