风电高速轴制动器是直接影响持续输出电能的关键组成部件,是风电机组安全可靠运行的重要保障。制动过程中涉及的流体、摩擦、传热散热等多物理场交互作用是研究制动器绕不开的重要话题,热弹性失稳针对结构、材料、工况等条件可随机组合成不同的研究中心点,而热机耦合及寿命预估是最能表征制动器性能优劣的重要方法之一。本文结合ABAQUS有限元软件及传热学理论建立了2.5MW风电高速轴制动器热机耦合模型,采用完全热力耦合法对制动器在紧急和正常停车两种工况下的刹车过程进行模拟仿真,研究了制动器在不同维度下表现出的温度场分布特性,得到与热应力场高度相似的变化特点,并对失稳区域重点进行了寿命估测,为进一步促进制动器开发和应用提供了深刻的理论依据。主要研究内容和结论如下:（1）介绍了风电高速轴制动器的选型和实施方式,总结国内外对制动器在热损伤、传热、热弹流、热疲劳、摩擦抑振等方面的研究现状,引出本文的研究内容主要是热机耦合分析及剩余寿命预估,并进一步介绍了摩擦、接触、传热、热应力、有限元解法等相关理论,为后续仿真工作的持续进行奠定了基础。（2）运用ABAQUS及三维制图软件,确立并简化了制动器结构,进行了网格细化处理,在此基础上,通过非稳态传热理论建立了有限元计算模型。之后给定了制动器材料特性、尺寸、运行工况等条件,经制动力矩和对流换热系数的计算敲定了制动过程中最重要的两类非线性变化参数。最后,添加载荷、转速、接触等边界条件,有序对上述制动停车历程的影响因素进行量化输入,检查无误后,完成对风电高速轴制动器动力学仿真的求解工作。（3）通过对两种工况下温度场和应力场分布的比对和观察,分别得出了制动盘和摩擦片在两特性变化上的诸多异同点。首先,依赖于摩擦接触过程中的热传导、换热、生热的强度差异,通过观察到盘面温度分布和周向路径节点的瞬时温升曲线,发现筋板盘面在制动初期向筋间盘面的高温过渡趋势较明显,大致由水滴状向不规则状过渡,径向路径上不同节点温度随时间的“锯齿状”变化也较为突出地表现出来,盘面温升与前人所述试验结果大致相同。而摩擦片的温度场分布主要归因于制动盘片的接触覆盖次序不同,随转速的进一步下降,高温区在盘片接触区上的变化特征由片状、柳叶状向末期的椭圆状移动。而热应力场的分布和变化情况与温度场类似,均表现出较高的耦合度,也说明了热机耦合的一致性。不同的是,两工况下的温升阶段和幅度有一定的差异,但总的来说,均是由热流的输入及对流换热速率的强弱引起。（4）通过介绍疲劳裂纹的形成机制,引出了寿命的预测范围,并根据仿真结果对制动器可能损伤的部位进行准确定位,判断出产生失效的部位是正常停车工况下制动盘理论摩擦半径处,根据Manson-Coffin法对制动器进行了剩余寿命预估。也表明在保护机组稳定运行的前提下,也应该兼顾制动寿命适当增大制动时间,避免多次紧急停车引起制动器失效,造成风电机组不必要的损失。