本文以高速气体轴承-转子系统为研究对象,考虑因为轴承的高转速使得轴承内的压力温度都在变化,高参数影响了轴承内的粘度变化,进而影响雷诺方程的求解。高速化导致转子不能只考虑刚性转子,需要加大对柔性转子的研究,高速化、高参数使得转子也会发生轴向变形,所以需要考虑柔性转子在高速条件下的变形和振动。本文主要研究内容如下:(1)基于粘度与温度、压力关系相图,定义了流体状态的六个区域:液态区域、气态区域、气液两相区域、超临界性能区域、液体超参数区域、气体亚参数区域,并考虑压力变化对粘度的影响,重新给出了典型区域粘度与温度、压力的近似表达式。通过数值计算方法,求解了变粘度条件下的雷诺方程,对比研究了不同状态润滑介质下,粘度不变模型和粘度变化模型对轴承内气膜压力分布和承载力影响;(2)基于流体微元与轴承结构特点,建立微元体受力平衡方程,给出轴承动压效应、挤压效应、动能效应、摩擦效应与刚度、可压缩数、轴承数的物理关系,进一步揭示润滑、承载与稳定性的机理;(3)以微型燃气轮机为工程背景,为了研究在高转速条件下,静压气体轴承支承的柔性转子的振动问题,首先建立了小孔节流静压气体轴承的雷诺方程,并给出对应的无量纲形式,通过有限差分方法迭代求解离散化的雷诺方程,得到4排孔静压气体轴承内的压力分布,并分析轴承内气膜的动、静压效应。基于离散质量模型,建立静压气体轴承-转子系统的非线性动力学模型,通过求解轴承-转子系统总体运动微分方程,计算静压气体轴承支承下的转子振动模态和临界转速特征;(4)基于30kW微型燃气轮机轴系动力学试验台及系统,从实验角度验证了数值计算得到的气膜刚度引起的临界特征以及转子自身临界特征的准确性,运用三维谱图、频谱分析、轴心轨迹、分岔图等多种分析方法对轴系典型振动特征进行研究,揭示了气膜力对转子系统稳定性的重要影响,同时详细分析轴系低频振动特征及其影响因素。