心脏衰竭,是心脏病最严重的表现,直接威胁患者生命。心脏移植是目前治疗心力衰竭的最有效的手段,但心脏供体严重不足,故而通过植入人工心脏代替活体心脏移植成为挽救心衰患者的首选方法。第三代人工心脏采用液力悬浮或磁悬浮的支承结构,以无机械接触支承的特点,消除了机械磨损,减少了对血液损伤的程度,成为心脏泵发展的主流趋势,但是其磁力或液力悬浮支承系统仍存在体积大,发热多等问题,影响了心脏泵的工作性能。为此,本文以第三代人工心脏泵为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方式,设计了一种结构紧凑的悬浮支承结构,并对该支承结构下的心脏泵的工作性能进行分析验证。首先,对人工心脏泵的驱动部件和流体部件进行分析,提出两种人工心脏泵的悬浮支承方案,考虑心脏泵的空间限制,通过对两种方案的对比分析,最终选用径向永磁轴承支承、轴向液力支承的支承方式来实现叶轮的悬浮,并在多场耦合的条件下分析了叶轮的受力情况。其次,利用有限元分析软件ANSYS Maxwell对心脏泵电机进行了建模和计算,得到电机轴向力随轴向偏移量的变化关系,以平衡电机轴向力为目标,采用理论分析和数值模拟结合的方法对径向永磁轴承结构进行设计,根据心脏泵的应用条件选择了永磁轴承材料,在此基础上,分析了由轴承和电机构成的磁悬浮支承系统的悬浮性能。再次,对心脏泵悬浮支承流场的血液流动特性进行分析,从流体力学基础的N-S方程出发,结合湍流方程建立了血液流动的三维数学模型,并对液力悬浮支承结构进行初步设计,以高悬浮支承力为目标,采用正交试验的方法,利用ANSYS CFX流场分析软件对不同结构参数螺旋槽的支承力进行研究,得出了开设螺旋槽方式的一组最优结构参数,通过极差分析得到螺旋槽结构参数对心脏泵支承力影响的主次顺序,并对心脏泵的水力性能及悬浮性能进行仿真分析。最后,制作加工了心脏泵样机,并根据植入人体的血液循环回路搭建了心脏泵性能测试实验台,进行水力性能测试试验和悬浮测试试验,验证仿真结果及磁液悬浮支承结构的可行性。