电静液作动器与传统液压系统相比有着高功率密度、高集成度、高效率、易维护等一系列优势,是液压领域,尤其是航空液压领域未来的重要发展方向之一。针对电静液作动器由于高集成度所引发的散热面积小、局部易过热等热特性问题,本文分析了电静液作动器内部功率损失机理,建立了电静液作动器系统以及关键部件热特性仿真模型,设计了面向电静液作动器的数字孪生系统,并使用样机实验平台进行了实验验证。第一章:绪论。概述了使用数字孪生技术对电静液作动器进行热特性研究的背景与意义,分析了国内外对电静液作动器热特性与数字孪生技术研究的现状,提出了本论文的研究目标以及主要研究内容与总体框架。第二章:电静液作动器发热机理分析。分析了电静液作动器功率损失的主要来源,对电静液作动器内部关键部件分别进行发热机理分析。对于永磁同步电机,详细分析铁损、铜损、机械损失以及永磁体涡流损失等功率损失产生机理与变化规律。对于柱塞泵,详细分析三大摩擦副及搅拌损失等功率损失产生机理与变化规律。对于其他部件,例如管路、作动筒、液压阀等,分别进行功率损失机理分析与变化规律。第三章:电静液作动器热特性仿真建模。对电静液作动器关键部件及整体系统搭建热特性仿真模型,为数字孪生系统提供模型基础。对永磁同步电机进行电磁学仿真分析,以仿真结果作为输入,进行热流耦合仿真分析;使用三维有限元方法对轴向柱塞泵进行热流耦合仿真分析;使用一维热特性建模对电静液作动器整体系统进行建模分析。第四章:电静液作动器数字孪生系统研发。针对热特性数字孪生需求,设计了包含应用层、服务层、数据层、计算平台以及实验平台的数字孪生系统,并对各部分关键技术进行研究。针对应用层,设计了可视化流程、实时交互界面,并开发电静液作动器VR可视化模型。针对服务层,使用FMI协议与降阶方法对仿真模型进行分类处理,实现模型的集成与实时计算。针对数据层,分析各类数据需求,设计了数据传输与存储架构。针对模型计算平台,分析数字孪生系统算力需求,设计适用于本系统的计算平台。第五章:电静液作动器热特性实验验证。为验证数字孪生系统,研发了样机实验平台。针对电静液作动器样机加载驱动控制需求,设计加载实验平台与驱动控制系统。对电静液作动器进行四种工况实验,对比分析仿真与实验数据,验证了模型的准确性。第六章:总结与展望。对本文主要研究进展成果进行总结,并对后续研究进行展望。