在某核反应堆冷却循环系统中,主泵轴承作为系统中关键的旋转部件,其承载性能直接关系着冷却循环系统的稳定运行。为对主泵轴承进行全工况轴向加载模拟试验,设计大负载高速双向推力加载试验台,其中轴向加载装置是试验台的核心部件,其承载性能对整个系统正常运行至关重要。由于该装置负载大、尺寸大、转速相对较高,在设备运转过程容易发生油膜失效、磨损,甚至烧瓦等情况,导致系统异常运行或停机。本文以该试验台推力加载装置为研究对象,研究该加载装置内部流场、油膜承载性能及其影响因素,分析热流固耦合变形,并提出结构改进方案,主要研究内容如下:1、基于N-S方程建立三维油膜数值分析模型,研究不同工况下油膜流场压力与速度分布特性,分析转速、入口油压、粘温效应对油膜承载性能的影响。2、建立推力加载装置热流固耦合模型,耦合求解加载装置推力盘的弹性变形、热变形、热弹变形,探讨油膜破裂的影响因素。3、基于油膜承载性能分析与热流固耦合变形分析,对原型加载装置进行结构改进,提出四种改进方案:(1)将环形单油腔改进成扇形三油腔形式;(2)将环形单油腔沿径向内移2mm和6mm;(3)改变油腔深度;(4)改变推力盘厚度。通过数值计算求解,分析上述四种改进方案的可行性。4、结合实际选取最佳改进方案,将环形油腔形式改进成为扇形三油腔形式,对改进后的结构进行加工制造并开展新的加载试验,验证改进方案的可行性和数值计算方法的适用性,为实际核主泵轴承加载装置设计与应用提供重要参考和依据。