磁浮列车与普通轮轨列车的最大不同在于用磁轨关系代替了轮轨关系,使列车在运行过程中不与轨道发生直接摩擦。磁轨关系的研究是磁浮列车车体动力学分析的关键,悬浮电磁铁与轨道的相互作用是车轨耦合的根本原因。本文以磁浮列车悬浮电磁铁为对象,对五自由度磁轨关系进行研究。主要研究内容如下:建立悬浮电磁铁Maxwell三维有限元模型,并通过全因子实验设计,仿真得到大量的平衡点附近的电磁力和力矩数据。采用Maxwell 3D软件,完成了电磁铁的有限元建模与求解,并在全因子实验设计的基础上,利用Design-Expert软件中的响应面分析方法对实验数据进行分析处理,得到垂向电磁力、横向电磁力和俯仰电磁力矩的拟合数值公式。研究垂向电磁力模型。利用响应面法生成的垂向电磁力数值模型,进一步分析和验证模型的准确性。主要结合三维响应面图分析了各因素对垂向力产生的耦合作用,得到了垂向力随各位置因素变化的规律。分别采用单自由度验证和综合验证两种方式,对比用有限元仿真求解和数值模型计算两种方法得到的垂向力数值,验证了响应面法拟合的垂向力数值模型的准确性,并分析了模型误差。研究横向电磁力和俯仰电磁力矩。利用响应面法生成的横向电磁力和俯仰电磁力矩数值模型,进一步分析和验证模型的准确性。主要结合三维响应面图分析了各因素对横向力和俯仰力矩产生的耦合作用。通过综合验证,对比用有限元仿真求解和数值模型计算两种方法得到的横向力和俯仰力矩数值,验证了响应面法拟合的数值模型的准确性,并分析了模型误差。