机电液耦合器克服了传统机电液系统结构松散、工作效率低、工作模式单一等缺点,实现了机械能、电能以及液压能三种能量的任意转换。耦合器工作中流场、电磁场及应力场互相耦合,影响着其不同工作模式下的工作特性,其多场耦合分析研究具有一定前沿性,将为机电液耦合器的结构设计优化与材料选取提供依据。阐述了机电液耦合器的结构原理,完成了工作过程的数学建模。论述了耦合器的结构组成,分析了机械能与液压能、机械能与电能不同形式的能量在转换时的协同和耦合过程,在此基础上建立了耦合器液压动力模块、电动力模块的运动学与动力学模型。完成了机电液耦合器模态分析。对其重要零部件进行了固有模态分析,各零部件之间不会发生共振,确保了稳定工作的可行性,简化了后续多场耦合仿真需要考虑的问题。研究了耦合器不同工作模式下多场耦合特性。根据液压模块的运行工作状态,研究了匀速和加速工作状态下斜盘式柱塞泵的结构特性,对比发现在加速过程中结构变形与所受应力均大于匀速过程。同时,围绕对流体域求解控制方程和湍流模型展开研究,确定了斜盘式柱塞泵流场特性研究方法,且根据耦合器液压模块数学模型,通过改变转速与斜盘倾角等变量研究了斜盘式柱塞泵的流场特性,得到了不同工作状态下出油腔流量脉动与压力结果,获得了转速和斜盘倾角与流量脉动的正相关结果。基于流固耦合数值模拟研究方法,采用单向流固耦合方法开展斜盘式柱塞泵流固耦合仿真分析,确定了在标定工况下配流盘为最大应力与变形元件,最大应力为247.75MPa,最大变形为0.043mm。考虑电动力模块的运行工作状态,通过电磁场有限元法研究了永磁同步电机在流体作用下的稳态磁场特性,确定了在流体对磁场强度的影响,流体的存在会增大电机磁感应强度。根据磁固耦合数值模拟研究方法,通过弱磁固耦合方法对永磁同步电机进行了磁固耦合仿真,确定了在标定工况下电机结构特性,定子在电磁力影响下最大应力出现在齿端位置,且变形形状呈八字状。研究了配流盘的使用寿命与稳健性。根据疲劳寿命理论和6σ稳健性分析理论,借助基于模态分析结果和单向流固耦合仿真结果对配流盘进行了疲劳分析和稳健性分析,确定了配流盘的使用寿命,稳健性水平为8σ,结构设计满足可靠性要求。