以无轴轮缘驱动推进器(RDT)水润滑弹性橡胶垫支撑的可倾瓦推力轴承为研究对象，针对瓦面高分子层和瓦底橡胶垫受力大变形对轴承润滑性能影响大、橡胶垫非线性力学性能及其不规则形状导致轴承润滑性能分析模型建模困难等问题，提出采用有限元、有限差分和试验相结合的方法，开展轴承热弹流动压(TEHD)润滑模型、混合润滑模型的建模和润滑性能分析等理论研究，并研制轴承润滑性能试验平台，开展润滑水膜形成过程观测、润滑性能测试、动特性测试等多项试验。主要研究工作和结论如下：
　　(1)分析了推力瓦在水膜力和橡胶垫分布式支反力双重作用下的力和力矩平衡条件，实测了橡胶垫在轴向压缩时的应力应变特性，采用有限元法仿真研究了橡胶垫对瓦块的支撑力和力矩随其压缩量和瓦块倾角的非线性变化关系，拟合了相应的曲面方程。在此基础上，采用有限差分法求解雷诺方程、能量方程、黏-温方程，将拟合的曲面方程纳入瓦块力和力矩平衡的迭代循环，并耦合有限元法求解瓦面材料的热-弹变形，建立了水润滑弹性垫支撑的可倾瓦推力轴承TEHD润滑性能分析模型。
　　(2)基于所建立的润滑模型，重点研究了瓦面高分子层热-弹变形对轴承润滑性能的影响，并在极限切应力理论的基础上建立了考虑轴承固/液界面滑移的润滑性能模型，研究了滑移对轴承润滑性能的影响，同时优化了橡胶垫偏心率，计算了载荷、转速、瓦块尺寸等因素对橡胶垫最佳偏心率的影响规律。研究表明，瓦面高分子层在水膜温度和压力的双重作用下产生了凸起和凹陷两种变形，导致最小水膜厚度减小，而温度上升，这些变化均对轴承润滑性能不利。滑移发生的初始时刻最小膜厚随极限切应力的下降出现轻微的上升趋势；当滑移扩展至瓦面的大部分润滑区域或整个区域时，最小膜厚明显下降，对轴承性能产生显著的不利影响。橡胶垫最佳偏心率与载荷和转速的变化无关，但受瓦块尺寸变化的影响；增大瓦长，径向最佳偏心率减小，周向最佳偏心率先增大后减小；增大瓦宽，径向和周向最佳偏心率分别增大和减小；保持瓦块长宽比不变，同时增大瓦长和瓦宽，径向和周向最佳偏心率都增大。
　　(3)针对瓦面高分子材料难以加工，瓦面粗糙度对轴承润滑性能的影响不可忽略等问题，采用有限元法计算了单个微凸体与推力盘之间接触力和接触面积随压缩量的变化规律，并与Hertz接触理论的计算结果进行了对比，拟合了微凸体高度对接触力和接触半径的影响系数表达式，修正了现有的基于Hertz接触理论和半无限空间体弹性变形理论的微凸体接触模型。在此基础上，建立了考虑瓦面实际粗糙度分布的弹性支撑可倾瓦推力轴承混合润滑确定性模型，计算了瓦面粗糙度高度均方根Sq和粗糙度自相关长度比?对轴承混合润滑性能的影响。研究表明，Sq对轴承润滑性能的影响随转速增大而降低；低速阶段当轴承处于有局部接触的混合润滑状态时，粗糙度方向顺着推力盘旋转方向(λ＞＞1)有利于流体润滑，该作用随着转速增大而减弱；在动压润滑阶段，垂直于推力盘转动方向的粗糙度(λ＜＜1)对润滑性能有微弱的促进作用。
　　(4)为了观测轴承润滑水膜的形成过程，开发了一种基于氙光-荧光技术的水润滑推力轴承水膜产生过程观测装置，并将测量结果和计算结果做了对比。研究表明，测量的水膜厚度和计算结果处于同一数量级，但采用THD模型和TEHD模型计算的膜厚整体大于观测结果，而混合润滑模型计算的膜厚整体偏小。该研究从宏观角度证明荧光技术可以用于观测水润滑推力轴承的水膜产生过程。
　　(5)研制了相同尺寸的弹支可倾瓦、点支可倾瓦和固定瓦等三种推力轴承，开展了静载润滑性能、耐久性和动特性测量等多项试验。发现在额定工况下弹支可倾瓦和点支可倾瓦轴承润滑性能相当；固定瓦轴承由于阶梯面加工尺寸误差大，导致其性能最差。性能试验和耐久性试验分别验证了TEHD模型预测的瓦块凹变形和最小膜厚位置的计算结果；耐久性试验中弹性支撑和点支撑推力轴承实际是处于有局部接触的混合润滑状态，前者的磨损量大于后者；低载工况下弹支轴承系统的综合刚度和阻尼低于点支轴承系统，两者都随激振频率增加而下降。