斜盘式轴向柱塞泵具有结构紧凑、功率密度大和压力等级高等优点,已成为了在各领域应用最广的液压泵之一,特别是航空航天、车辆及工程机械等高压大功率领域。随着液压技术的不断发展,轴向柱塞泵也向高速、高压、高可靠性及高寿命等高性能方面发展,由此对泵中各摩擦副性能提出更高的要求。因此,在高性能轴向柱塞泵设计过程中,各摩擦副内的各物理场之间的相互耦合作用必须充分且准确地考虑。滑靴副作为柱塞泵中起承载、密封和润滑作用的关键摩擦副,其受力和运动都比较复杂。深入研究滑靴副的润滑机理,分析静压平衡和剩余压紧力两种支承结构的滑靴副微运动姿态和润滑性能,以及各工况因素和结构参数对其润滑性能的影响,为滑靴副的优化设计提供理论基础,在学术和工程领域都有着重要的研究价值。本课题以滑靴副作为研究对象,建立了滑靴副油膜流-固-热耦合数值仿真模型。以滑靴副的结构、工作原理以及动力学模型为出发点,推导出了适用于滑靴副油膜的雷诺方程,并建立了滑靴动态平衡模型、中心油池压力模型和滑靴微运动模型。通过密封带外圆周上的三个控制点描述了滑靴副油膜厚度和微运动挤压速度,并采用牛顿迭代算法求解出满足滑靴动态平衡的滑靴微运动挤压速度,建立了滑靴副油膜数值模型。提出了一种滑靴副微运动姿态的描述方法并建立了数学模型。计算斜盘和滑靴的弹性变形影响矩阵,提出结构单元和油膜流场单元的动态插值方法,实现了固体网格和油膜流体网格之间的数据交换,并计算了斜盘和滑靴在温度稳态下的热弹性变形量,然后将斜盘和滑靴的变形量和粘温方程考虑进数值模型中,从而建立了滑靴副的流-固-热耦合模型。研究了决定滑靴副动态平衡和油膜状态的柱塞腔压力变化,并建立了柱塞腔压力模型,求解了其动态压力,从而获到滑靴副数值模型的压力边界条件。在此基础上,研究了静压平衡滑靴副微运动姿态及润滑油膜特性,分析了其润滑机理和工况参数的影响,并深入研究了固定阻尼孔长径比和密封带外内径比对静压平衡滑靴副微运动和润滑油膜特性的影响。对比了静压平衡滑靴副和剩余压紧力滑靴副的区别,并在柱塞腔压力模型和滑靴副润滑油膜数值模型的基础上,分析了剩余压紧力滑靴副微运动姿态和润滑性能,探究了其发生偏磨的原因,提出了三种改进的滑靴微结构,即微倒角、微圆弧和微台阶,并分析了三种微结构及其参数对滑靴副微运动姿态和润滑油膜性能的影响。三种滑靴微结构均能使剩余压紧力滑靴副产生有效的动压润滑,从而使滑靴副形成一定润滑油膜改善其润滑性能。提出了一种滑靴微结构参数优化方法,获得了最优微倒角和微台阶参数组。仿真结果表明最优参数组下滑靴副润滑油膜性能和最佳理论润滑油膜性能基本一致,验证了优化方法和结果的正确性。设计并搭建了缸体固定斜盘旋转的滑靴副油膜实验装置,采用两个单向阀代替配流盘进行阀配油,以便实现实验泵的吸排油功能。实验装置中,缸体固定斜盘旋转,滑靴的离心力矩被忽略,因此滑靴仅会在黏性摩擦力矩的作用下沿运动轨迹倾斜,将两个电涡流微位移传感器对称布置在被测滑靴两侧,对带微倒角的滑靴副中心油膜厚度和滑靴倾斜角进行了测量,实验与仿真结果基本吻合,验证了滑靴副油膜仿真模型的有效性。此外,本文也利用实验台测量了不同转速和负载压力下的滑靴副黏性摩擦功率损失,实验所测滑靴副黏性摩擦功率损失与仿真结果基本一致,进一步验证了滑靴副仿真模型的正确性。