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动压气体轴承具有极限转速高、承载能力强和自适应稳定等特点,已被广泛应用于国防军工各种无油支撑旋转机械中。在高速旋转条件下动压气体轴承周向变截面小间隙内,固体与润滑气膜间的切应力超过极限值时,流动会产生界面滑移。有、无滑移条件下,轴承的性能呈现明显的差异,因此,研究滑移对动压气体轴承性能的影响,对于提高空气轴承设计的准确性以及推动空气轴承的发展起着至关重要的作用。首先,本文以多叶波箔型动压气体轴承(径向)为研究对象,建立其流动与多叶叠加/平波复合弹性边界间流固耦合模型,在此基础上,通过微观范德华力推导近壁流动的极限剪应力,考虑轴面侧和箔片侧可能的滑移状态,进一步推导获得四种滑移状态下基于极限剪应力的动压气体轴承可压缩流雷诺方程,建立基于极限剪应力循环比较的动压气体轴承间隙流动及性能计算方法,并通过文献实验数据对其有效性进行了验证。为界面滑移条件下的动压气体轴承性能分析提供方法参考。其次,建立多叶波箔型动压气体轴承(径向)数值仿真模型,数值分析了不同轴承参数及不同滑移状态对动压气体轴承变截面间隙内流动及轴承静特性的影响,并分析了弹性箔片对滑移状态的影响。研究表明:随着偏心率的增大和转子转速的提高,轴承间隙内流动更易产生界面滑移;不同滑移状态下轴承的静特性差异较大,与不考虑界面滑移相比,仅轴面侧滑移会使周向气膜压力降低并减小轴承承载力,仅箔片侧滑移规律相反;不同滑移状态下轴承摩擦阻力有不同程度的下降,仅轴面侧滑移时平均下降4%,仅箔片侧滑移时降幅达15%。此外,研究还发现界面滑移对刚性轴承的影响要比弹性箔片轴承更大,发生双侧滑移时刚性轴承承载力平均下降36%,弹性箔片轴承平均下降28%,这说明弹性箔片有利于抑制滑移对轴承承载能力的负面影响。然后,基于极限剪应力的动压气体轴承可压缩流雷诺方程,利用小扰动法,推导获得四种滑移状态下轴承动特性计算模型并建立计算方法,数值分析了不同轴承参数及不同滑移状态对轴承动特性的影响。研究结果表明:发生滑移时轴承的刚度系数和阻尼系数会有明显增加,且随着偏心率和气体动力粘度的加大,增幅呈现上升趋势,偏心率从0.1增加到0.5时,双侧滑移时Kx y的增幅从1.6倍增加到2.2倍,Dxy的增幅从1.7倍增加到2.3倍。这说明滑移可以改善轴承的稳定性和抗干扰能力,并且在偏心率和气体动力粘度较大时效果更明显。最后,搭建动压气体轴承(径向)性能测试实验台,测试了轴承的起浮转速、极限承载力以及承载力随偏心率的变化,结果表明:数值计算与试验结果规律一致,最大误差为15%,进一步验证了前述计算方法的可行性。此外,实验还发现在本文研究的轴承参数下起浮转速在4.5?103 r/min5.0?103 r/min之间,起浮后摩擦阻力突降约77%;转速从5.0?103 r/min增加到1.2?104 r/min时,极限承载力从25N提高到85N。本文对不同轴承参数和不同滑移状态下轴承静特性和动特性变化规律进行了研究,为该型轴承的设计和工程应用提供有益的参考。