动压气体箔片轴承具有转速高、无污染、耐高低温等优点,使其在工作环境恶劣的领域具有重要的应用价值。然而,由于箔片轴承自身结构和气弹耦合问题的复杂性,其静动态性能一直是学者们研究的重点。本文首先研究了基于有限差分法的气体雷诺方程数值求解方法,并从数学角度出发推导了不同算法,并研究不同求解方法的计算精度和计算效率,同时研究了迭代控制参数对计算效率的影响规律。并将该数值分析方法的求解结果和相关文献进行对比,进而验证了数值分析方法的正确性。给出了一种可应用于非结构化网格中的离散化方案,基于有限元-有限体积法对气体雷诺方程进行数值求解,通过对动压径向气体轴承、静压气体轴承和静动压混合气体轴承的静态特性的求解,验证了该数值分析方法的适用性和扩展性。基于小扰动法,结合气体雷诺方程、气膜压力、气膜厚度和箔片变形之间的数学关系推导轴承动力学特性系数计算微分方程,通过有限差分法对其进行求解得到轴承动力学特性系数,获得了扰动频率对轴承气膜刚度和阻尼系数的影响规律。最后为提高径向气体轴承的承载力,提出了上瓦箔片-下瓦圆柱瓦结构的径向气体轴承,分析了预载系数、轴瓦固定位置和上、下瓦包角大小对轴承承载力的影响规律。同时将下瓦圆柱瓦表面修型为非圆结构,采用序列二次规划算法对新型气体轴承结构进行优化。结果证明优化后的结构在同参数下可以提高轴承的承载力。