随着时代的进步,科学技术愈加发达,作为科技基础的机械制造业在很大程度上影响国民经济的发展。在各类机床等加工机械中,主轴系统的结构和精度是机床加工的最基础的要素,而与主轴等轴颈直接接触的支撑部件轴承会显著的影响轴颈运动的精确性。为保证轴颈运动的平稳性以及准确性,针对轴承实际工况下的变载荷及轴心的移动,轴承内部流场变化,润滑油的黏温效应以及滑动轴承油膜与轴瓦间的流固耦合问题等展开研究。本文主要以三种不同结构的动静压滑动轴承为研究对象,建立二维与三维动静压滑动轴承模型,分别运用Matlab与Fluent进行流场仿真;同时通过Matlab与Fluent的联合仿真得出动静压滑动轴承的非线性轴心轨迹,以此为基础分析不同工况参数下的流场变化趋势;并建立固体轴瓦模型,进行动静压滑动轴承流场与轴瓦之间的流固耦合分析。具体研究内容如下:首先,建立以雷诺(R-E)方程为基础的二维动静压滑动轴承模型,使用Matlab进行流场理论计算,研究动静压滑动轴承油膜的气穴分布、油膜压力及转速对动静压轴承流场的影响;建立基于Navier-Stokes(N-S)方程的三维动静压滑动轴承模型,通过Fluent进行仿真得出动静压滑动轴承的三维压力、气穴等分布,并对比不同工况下的动静压滑动轴承流场变化趋势。同时对比分析了二维模型与三维模型的变化对气穴特性的影响,N-S方程与R-E方程计算的转速对气穴影响的分析结果基本一致,R-E方程计算所的油膜压力有明显的滞后性,而且出现的峰值比N-S方程计算的结果高。其次,Matlab与Fluent的联合理论计算,首先将瞬时载荷视作稳定载荷,Matlab计算得出油膜在初始位置处的油膜厚度方程,进而通过有限差分法对Reynolds方程进行求解,得出油膜承载力,并使用欧拉方法求得轴颈下一时刻的位置及速度参数,最终得出动静压滑动轴承轴心轨迹曲线以及轴心移动规律;接着以此为基础使用Fluent进行动静压滑动轴承流场计算,得出从计算开始至到达稳定这一过程中内部流场变化趋势。再次,利用Fluent中的自定义函数模块将动静压滑动轴承的油膜温度与润滑油的黏度相关联,得出更符合实际工况下的动静压轴承与三直槽油膜温度场分布。计入黏温效应后的油膜压力和承载力大于等黏度时的计算结果,这是由于温度的升高导致黏度的降低,从而减小了摩擦力,减少了功率的损失。最后,通过ANSYS Workbench平台将流体计算的压力场与温度场结果加载于轴瓦模型中的耦合面,计算滑动轴承轴瓦与油膜间的流固耦合问题,得出轴瓦应力分布、形变量及温度场分布;研究轴瓦应力场和温度场的瞬态变化。