船体艉部辐射噪声是水下舰艇的主要噪声之一,艉轴承作为艉轴系的核心支撑部件,其润滑特性与动态特性对轴承功耗与艉部振动至关重要。本文提出了一种多层复合结构艉轴承,围绕混合润滑、轴承动力特性系数计算、轴系动态特性等问题,通过理论分析和试验开展了多层复合结构艉轴承性能分析与结构优化设计研究。主要研究内容如下:（1）建立了考虑表面粗糙度、微凸体接触以及轴瓦变形的艉轴承混合润滑分析模型,提出了混合润滑状态下轴承摩擦系数、等效支点偏移距离、有效承载面积比等静态特性参数的计算方法。该模型对牛顿流体类润滑介质、轴瓦材料、轴瓦表面状态具有普适性。（2）建立了考虑表面粗糙度和轴瓦动态特性的轴承混合润滑动力学分析模型,基于该模型推导了混合润滑状态下水膜动力特性系数计算方法。研究表明,最小膜厚比大于2左右的某一阈值时,表面粗糙度提高了水膜动力特性系数;轴瓦变形扩大了对动力特性系数具有提升作用的粗糙度范围,也削弱了表面粗糙度的提升作用。在轴颈倾斜的工况中,粗糙轴承的水膜动力特性系数明显小于光滑轴承。（3）提出了一种衬层顺序为“赛龙-金属夹层-橡胶-金属外壳”的多层复合结构艉轴承,分析了各层厚度、橡胶层弹性模量、长径比对轴承性能的影响。研究表明,橡胶层参数对轴承性能的影响最大,更大的橡胶层厚度与更小的橡胶弹性模量均降低了轴承结构刚度,使轴承压力与最小膜厚分布更加均匀、改善了轴承摩擦特性;针对轴颈倾斜工况,提出了锥形橡胶多层复合结构艉轴承的优化结构。锥形橡胶多层复合结构艉轴承更易变形以适应轴颈倾角,具有更大的承载面积与更小的峰值压力,明显缓解了轴颈倾斜时的压力集中现象。此外,与斜镗孔赛龙轴承相比,多层复合结构艉轴承能在更大的倾角范围内保持良好的摩擦特性。（4）建立了船舶推进轴系校中-混合润滑联合分析模型,对比了不同轴承在轴系中的静态特性。建立了船舶推进轴系动力学模型,预测了使用多层复合结构艉轴承后的轴系动态特性。研究表明,为了改善轴承摩擦特性,降低水下舰艇船体振动的辐射噪声、减轻基础对船体的作用力,设计多层复合结构艉轴承参数与安装位置时,应使更换后的轴承等效支点位置接近艉部,并且在允许的轴系振动范围内,降低轴承的结构刚度。（5）利用水润滑轴承综合试验台进行了试验研究,测量了轴承的摩擦系数与水膜压力,试验数据与理论分析吻合,验证了本文理论模型的准确性。多层复合结构轴承的摩擦系数在对中与倾斜工况下均优于赛龙轴承。相比于赛龙轴承,多层复合结构轴承在轴颈下沉端的水膜压力明显减小,有效承载面积增大。多层复合结构轴承的性能测试结果与理论分析一致,表明本文的研究工作具有可信度与借鉴价值。