要实现旋转机械节能、高效高速可靠运转(如高速机床、飞轮储能），必须解决高速转子支承这一关键技术问题。滚动轴承、流体动压轴承等传统的机械轴承有接触、需润滑，难以满足高速重载、低摩擦损耗的要求，已成为传统驱动高速化的瓶颈。磁悬浮技术是集机械学、力学、电磁学等学科于一体的科学技术，属交叉学科。磁悬浮轴承是通过磁场力实现无机械接触的新型高性能轴承，磁悬浮轴承中的永磁轴承具有无摩擦、无功耗、结构简单、体积小、节能环保、工作可靠等一系列优良品质，它具有传统机械支承无法比拟的优点。      本项目：磁悬浮轴承结构及其磁力解析模型，主要是基于陕西省2009年科学技术研究计划项目：叠堆永磁轴承解析磁力模型及设计方法研究09JK655；陕西省2010年科学技术研究计划项目：圆锥永磁轴承解析磁力模型及设计方法研究2010JK733进行的。主要的研究内容如下：　　（1）永磁轴承构型研究　　项目采用聚磁技术及叠加原理，构建双环、多环嵌套永磁轴承、叠堆永磁轴承、锥形永磁轴承、halbach型永磁轴承，通过对其磁力及刚度的研究,使永磁轴承结构合理、节省材料，具有较大承载力和刚度。　　（2）永磁轴承磁力及其解析模型研究　　目前，永磁轴承磁力计算多采用复杂数值计算法及适用于个别结构且计算精度较低的经验公式法，对便于工程设计的永磁轴承磁力解析模型研究文献则较少。缺乏永磁轴承磁力解析模型已阻碍了永磁轴承设计和应用。磁力解析模型计算工作量小，便于直接应用于工程设计中。本项目借助保角变换、镜像法、虚功原理、叠加原理等数理方法，建立具有清晰物理概念的双环、多环嵌套永磁轴承、叠堆永磁轴承、锥形永磁轴承、halbach永磁轴承磁力解析模型。探索新型永磁轴承最优构型型、最大磁力的形成机理，揭示新型永磁轴承磁力与相关参量的关系、动力学特性及规律，获得新型永磁轴承最优构型及最优结构尺寸关系，发展和深化一套面向工程的新型永磁轴承理论。　　（3）永磁轴承动力学特性研究　　在永磁轴承磁力解析模型研究的基础上，通过实验、ANSYS仿真及模型计算，获得永磁轴承磁场分布规律，研究永磁轴承磁力与永磁材料性能、磁化方向、磁环数量、磁环截面形状、磁环几何尺寸、磁环装配方式的关系。揭示永磁轴承磁力与相关参量的关系、动力学特性及规律。　　（4）永磁轴承最大磁力及构型参数优化研究　　基于永磁轴承磁力解析模型和优化理论，借助实验及ANSYS仿真，研究在一定永磁材料条件下，永磁轴承磁场及最大磁力，获得最优构型及最优结构尺寸关系。　　（5）电磁轴承及混合磁悬浮轴承磁力研究　　本研究的科学价值解决了永磁轴承最优构型及设计计算过于复杂等问题；建立了全新的永磁轴承磁力解析模型，把永磁轴承的设计从繁杂的数值计算中解放出来；磁力解析模型计算工作量小，便于永磁轴承设计及结构参数优化。　　　　　本项目发表论文33篇，其中Sci、Ei收录23篇，论文被引次数110次，为高速旋转机械的永磁支承作了奠基工作。磁悬浮轴承主要应用于高速、高效、高精度及工作环境苛刻的机械，具有广阔的应用前景。　　1)军工和空间技术领域的应用　　磁悬浮轴承在军事和空间方面的应用对象是飞机、潜艇、导弹和航天飞行器制导系统中关键元器件的悬浮支承；火箭、坦克的发射控制系统及航空发动机转子的支承；卫星子午线方位调整的陀螺经纬仪及一些敏感部件的无振动支承等。　　2)机械加工方面的应用　　随着机床向自动化、超高速、超精密方向发展，传统的滚动轴承、静压轴承，因噪声、振动、发热及使用寿命等问题，难以满足加工需要。采用磁悬浮轴承后，可满足机床超高速、超精密的要求。　　3)飞轮储能装置中的应用　　近年来，全球新能源产业发展十分迅猛。但风能和太阳能受自然因素影响较大，为了实现这些能源有效发电及安全稳定并网运行，需要大量安全高效的磁悬浮真空飞轮储能装置。在电动汽车领域，磁悬浮的飞轮储能电池也具有广阔的应用前景。　　4)其它领域的应用　　　磁悬浮轴承在高速离心机、电度表、机器人、微机械、减振器中均有广泛的应用前景。计算机中永磁轴承能够大幅度提高硬盘和光驱的工作转速，很好地解决CPU高速与外部设备低速的瓶颈问题。　　永磁轴承节能效果十分明显。据2006年报道，我国制造的全永磁悬浮风力发电机使用的永磁轴承具有成本低、稳定性好、承载力大、运行环境要求低等特点。它使电机启动风速降为1.5米／秒以下，比同型号的风力发电机可增加发电输出功率20%左右。如果我国有50%的风力发电机采用全永磁悬浮风力发电机，相当于增加了1.13个三峡水电站的规划总装机容量。永磁轴承技术是国际上关键前沿高新技术之一，对于缓解我国的能源紧张问题，对于利用我国丰富的稀土资源优势形成磁悬浮产业，促进相关产业跨越式发展等具有重要意义。