随着我国的经济发展，各个工业领域所用设备功率增加非常快，尤其大型泵与风机用量不断增加，迫切需要大功率调速节能产品。大功率调速型液力偶合器作为理想的节能调速产品受到广泛的重视和应用。调速型液力偶合器在输入转速一定时，通过改变工作腔内的充液率来满足负载的要求，在与其它工业设备匹配传动时，具有平稳启动、无极调速、减缓设备冲击扭振、改善传动品质等诸多优点，而且应用调速型液力偶合器传动后节能效果十分显著，具有工作机功率越大节能效果越好的特点。我国的液力生产厂家目前还不具备独立研发大功率调速型液力偶合器产品的能力，针对我国大功率调速型液力偶合器产品设计中所面临的一些关键技术问题，本文结合国家高技术研究发展计划（863计划）专题课题“大型泵与风机液力调速节能关键技术研究”（2007AA05Z256），对液力偶合器的流固耦合问题和振动特性问题做了较为系统深入的研究。系统介绍了流固耦合理论及数值计算方法。针对液力偶合器工作时流场特点介绍了旋转坐标系下的流动控制方程和叶轮结构动力学方程。重点介绍了流固耦合问题两种数值求解方法：整体求解法和分域求解法，同时对数值计算中流固耦合界面的描述方法、信息传递形式及控制条件做了说明。基于流固耦合数值计算理论及算法，选择YOCQZ465型调速型液力偶合器为研究对象，对其工作中的流固耦合问题进行了数值模拟。首先采用单向流固耦合数值模拟方法，对液力偶合器叶轮在不同充液率、不同工况下的变形和应力状态进行分析，对叶轮的强度进行校核。在此基础上采用双向流固耦合数值模拟的方法，应用稳态和瞬态两种算法，对制动工况下偶合器的流场特性和涡轮叶片结构动力学特性进行研究。基于势流体理论，采用流固耦合的模态求解方法对液力偶合器叶轮和叶片在工作流体介质中的模态进行了数值模拟。采用考虑预应力的模态分析方法，对不同转速比和充液率工况下叶轮的振动特性进行了分析。得到叶轮在实际工作中可能出现的共振频率，并找出工作中叶轮结构上振动的敏感区域。对泵轮的旋转强度和液力偶合器传动装置在实际工作中的振动情况进行实验研究。首先采用遥测的方法，对泵轮在不同高速旋转工况下的强度进行测试。将各个转速工况下测点处应变的有效值与相应转速工况下有限元数值模拟结果相对比，验证遥测实验结果的可靠性。对实际工作中的液力偶合器传动装置进行振动测试。测试时在传动装置箱体上选取十个典型位置安放测点，将采集到的每个测点三个方向上的加速度振动信号进行时域和频域分析，从而对工作中液力偶合器传动装置箱体上各个位置的振动情况进行定性和定量的判断。综上可述，本文采用流固耦合数值模拟和实验研究的方法，对液力偶合器的流固耦合问题和振动特性做了较为系统的研究。本文的工作为液力偶合器在流固耦合作用下的流场特性预测、叶轮结构动力学计算及结构振动特性预测提供依据，对大功率液力偶合器产品的设计具有一定的指导意义。