轴向柱塞泵是液压系统中最重要的动力元件,广泛应用于各类机械装备中。为研发和设计高性能的柱塞泵,若单纯采用传统物理试验法,耗费成本较高且不易修改参数;若采用常规的数值分析法,因泵体内某些构件存在明显的弹性变形,流体传动复杂,计算结果往往与实际相差甚远。虚拟样机技术的发展为精确仿真复杂系统提供了可能性。本学位论文针对轴向柱塞泵机械模型与液压模型耦合的虚拟样机技术展开研究,目的在于为柱塞泵的结构设计和优化提供手段,具有广泛的工程应用背景和重要的学术研究价值。本学位论文建立了轴向柱塞泵刚柔耦合、固液耦合的虚拟样机仿真模型,通过对其进行仿真模拟,得出柱塞泵在运动过程中的流体特性、运动学特性以及动力学特性等多种动态特性规律。本论文主要研究内容如下:(1)通过对轴向柱塞泵的结构及工作原理的理论分析,得出柱塞运动方程,流量脉动方程,以及根据柱塞和主轴的受力情况得出相应的力学方程;(2)在对轴向柱塞泵结构进行合理简化的基础上,应用三维设计软件CREO建立柱塞泵实体模型。通过与动力学软件ADAMS的数据传输,完成柱塞泵刚性动力学模型。考虑到泵内部相关构件的弹性变形显著,采用有限元软件ANSYS作柔性化处理,建立柱塞泵刚柔耦合动力学模型;(3)根据轴向柱塞泵液压系统的数学模型,得出其功率键合图,并在系统仿真软件AMESim中建立柱塞泵各部分液压系统模型,通过组合封装完成整体模型;(4)通过ADAMS与AMESim之间的通讯接口,实现柱塞泵动力学模型与液压系统模型间的数据交换,完成柱塞泵固液耦合虚拟样机仿真模型;(5)通过对轴向柱塞泵虚拟样机的动态仿真,研究分析不同工况下对柱塞泵流体特性的影响,得出脉动率与斜盘倾角、主轴转速、负载压力以及出口容积成反比,与油液温度成正比;柱塞腔内液压力随负载压力的增加而增加;并根据相应的频谱特性曲线,得出脉动幅值最大处的频率;(6)根据虚拟样机的仿真结果,对柱塞泵的运动学特性和动力学特性进行研究分析,得出斜盘倾角和主轴转速对柱塞的运动变化规律和主轴在柔性化前后运动对比情况以及柱塞和主轴的应力应变云图。