磁悬浮列车可以克服传统轮轨列车摩擦的限制实现更高的速度,成为未来轨道交通发展的新热点。基于磁通钉扎特性的高温超导磁悬浮列车,在多种类型磁悬浮列车中,其工作原理由于具有被动稳定(无需主动控制就能稳定悬浮)的特点,引起了国内外众多学者的关注。永磁轨道作为高温超导磁悬浮列车的磁源,磁场大小及分布直接决定着磁悬浮系统的自悬浮和自导向的能力,其悬浮力的大小直接决定列车载重的能力。近年来对永磁轨道具体量化的比较指标仍然不够明确,有限元软件仿真方面对于利用三维模型进行场冷悬浮特性研究涉及较少,因此开展三维单峰永磁轨道磁场的分析及参数优化和高温超导磁悬浮列车的准静与动态力学分析。具体研究的内容如下:基于有限元软件Ansoft Maxwell研究永磁体尺寸和配置对单峰永磁轨道磁场的影响。分析永磁轨道上表面的磁场性能,研究永磁轨道中的铺设间隙、纯铁厚度和永磁体截面对磁感应强度的影响。最终优化了永磁轨道的截面尺寸,为高温超导磁悬浮列车用永磁轨道的设计提供依据。采用有限元法建立针对场冷高温超导悬浮特性的定量分析方法。场冷高度处的高温超导体可看作低磁导率的永磁体,通过试凑法获得高温超导体的捕获磁场。通过此方法可研究不同场冷高度下高温超导体和永磁体的悬浮特性,与实验数据进行比对发现较为吻合。根据磁场和磁作用力的相似性,重点利用本方法研究高温超导磁悬浮列车与永磁轨道的悬浮特性。为增大高温超导磁悬浮列车悬浮力,设计永磁轨道上下双层和高温超导体配合的三明治结构,得到悬浮力与工作高度的表达式,将其抽象为一个悬浮力元,方便与动力学软件结合,为后续动力学特性仿真分析提供依据。利用UM软件建立高温超导磁悬浮列车模型,开展直线通过性能分析,对列车的舒适度进行评价,为高温超导磁悬浮列车的设计提供依据。高温超导磁悬浮列车用单峰永磁轨道磁场分析及优化后得出如下结论,三块纯铁厚度建议设置为10mm,两块永磁体横截面建议设置为边长为80mm的正方形。高温超导磁悬浮列车与永磁轨道间准静态力学特性分析后得出如下结论,列车稳定悬浮后工作高度和悬浮力呈线性关系。高温超导磁悬浮列车动力学建模仿真分析后得出如下结论,列车直线运行速度建议小于500 km/h。