数控重型车床作为大尺寸旋转曲面类零件的主要加工设备,是重型制造行业的核心装备。立式车床的车削加工主要依靠其转台旋转,转台包括工作台、底座和两者间隙形成的润滑油膜,以及转台驱动装置。高速切削技术对车床转速提出了更高的要求,而我国大型零件的加工精度还无法满足要求,造成转台摩擦副的间隙不均,导致转速提高时发热严重,转速提高又同时加强了转台散热,发热量和散热量的同时提高造成了热集中现象,进而引起工作台和底座产生热变形,增加了润滑失效隐患,严重时甚至使实际结构偏离理论设计模型,限制了转速的提高。因此,进行车床转台的热场及其影响因子权重的研究,掌握静压油膜热载荷效应、工作台和底座的导热规律、空气流场变化规律及其对散热情况的影响是解决立式车床提速问题的关键。在总结国内外关于车床转台传热规律和散热规律、静压轴承热载荷效应与流固耦合方法的基础上,以采用静压推力轴承的重型立式车床转台为研究对象,基于流固耦合力学,通过对重型立式车床转台热场的理论研究、数值模拟与实验,探明车床转台的热载荷效应及影响因子的作用、传热和散热规律,主要包括以下几个方面:在对车床转台热传递机理研究的基础上,将原导热结构简化成各筋板结构间的复合导热模型,基于热传导理论建立车床转台的工作台和底座的导热微分方程和边界条件方程,在此基础上给出导热微分方程的有限元通用解法。针对工作台尺寸大、散热条件复杂的散热特点,基于传热传质学和相似理论建立适用于大尺寸圆盘旋转对流换热的数学模型,以及底座的自然对流换热数学模型。基于传热学和流固耦合力学,建立了车床转台的静压轴承-工作台/底座-散热空气流固耦合传热模型,包括流体的流动与传热,固体间的导热和流固间的耦合,并基于该模型在考虑油液粘度和空气浮力流的情况下,对转速范围在5rpm～50rpm内,环境温度分别为5℃和25℃工况下的车床转台热场及其影响因子进行分析,探明转速和环境温度对静压油膜温升和承载能力的影响规律,对散热空气流场及转台散热条件的影响规律,获得工作台和底座的基本温度场分布为验证重型立式车床转台的导热数学模型及数值模拟的正确性,在双柱立式车床DVT500×40/50上,利用红外线热像仪采集了旋转过程中的工作台温度场,实验结果与数值模拟结果中工作台顶面的温度场趋势大体一致,两者在指定路径上的温度值采样曲线符合良好,验证了数学模型和数值模拟结果的合理性,表明使用流固耦合方法计算重型立式车床的热场是可行的。通过对重型立式车床转台热场的研究,探明热载荷效应及影响因子的作用,揭示工作台和底座的导热规律和散热规律,扩展流固耦合方法的应用范围,为工程实际中立式车床的设计与性能预测提供可靠和精确的参照。