液体悬浮轴承（包括静压和动静压混合轴承）作为一种重要的滑动支承方式，已经在技术上取得了长足的进步，并且在工程上得到了广泛的应用。然而，长期以来人们对于液体悬浮支承系统支承性能及其影响因素的研究并不充分，导致液体悬浮支承的基础研究始终落后于其技术的发展。在传统的静压和动静压混合轴承设计中，往往将支承运动副独立于整个装备系统，给予理想化的假设条件（如：轴承和主轴具有理想的几何尺寸，膜厚间隙内流体介质的流态为等温、层流、膜厚方向同态等）进行支承系统几何和工艺参数的计算。在液体悬浮轴承的动力学性能的研究上，也是基于相同假设将支承油膜简化为弹簧-质量-阻尼构成的线性系统。其实质是将液体悬浮支承的工作过程视为时不变过程，而忽略了润滑介质在流动过程中产生的工作温升、轴承与主轴的热变形和弹性变形、以及由此引起的油膜间隙变化等因素，从而导致液体悬浮支承的真实工作性能与期望的设计性能有很大偏差。　　近年来，为适应高转速的要求，悬浮轴承技术逐渐由静压轴承向动静压混合轴承的方向发展，即综合运用动压轴承和静压轴承的优点，取长补短。基于以上原因，本文以动静压混合轴承为对象，以有限元方法为主要研究手段，结合实验研究，对动静压轴承的设计参数对支承性能的影响、动静压轴承的非线性稳定性及其运行过程中产生的热-弹性效应对支承性能的影响等三个方面进行了系统的研究，旨在为液体悬浮轴承提供系统的设计方法和应用指导。论文的主要研究内容如下：　　（1）针对以往静压及动静压轴承的性能计算多依赖经验公式，并且所研究的内容局限在承载力、静态刚度等宏观力学性能的问题，给出了雷诺方程的有限元数值解法。并在此基础上提出了基于微分变换的求解油膜刚度、阻尼和轴心平衡位置的计算方法。系统地研究了动静压轴承的设计参数对油膜承载能力的影响规律，并重点关注了轴心平衡位置、局部最大压力、瞬态刚度和阻尼、线性临界转速等以往研究中较少涉及的问题。　　（2）对动静压轴承油膜的非线性稳定性进行了研究，揭示了液体悬浮轴承稳定性的一些新特性。处于稳态运行的主轴受到外界扰动时，轴心位置会发生偏移，对系统的稳定性造成影响。以往的研究中对静压和动静压轴承系统的稳定性关注较少，或者多采用线性动力学方程和简化模型来解析系统的稳定性，得到的结果具有一定的误差。本文在数值计算求解油膜压力分布的基础上，对比了动静压轴承线性和非线性稳定性的差异，说明了进行非线性分析的必要性。通过求解动静压轴承系统的非线性动力学方程得到了主轴的非线性轴心轨迹，根据轴心轨迹的状态来判断主轴的稳定性，得到了在接近临界转速时轴心位置的非线性稳定性边界。　　（3）针对高速、高压、长时间运转等极端工况条件下轴承内部会产生明显的温升和弹性变形等问题，基于商用有限元求解器搭建了动静压轴承润滑油膜的流-固-热耦合模型。充分考虑了运行过程中油膜剪切作用造成的不均匀温升，以及由此导致的润滑油粘度不均匀、主轴和轴承的热变形等问题。此外还考虑了油膜压力对轴承造成的弹性变形对支承性能的影响。对绝热刚性模型、绝热弹性模型、热弹性模型等三种不同模型进行了计算，对比分析了热效应、弹性变形以及热-弹性综合效应对系统支承性能的影响。重点分析了系统工况参数对轴承温升的影响规律。研究结果对轴承性能的准确计算和预测具有一定的指导意义。　　（4）为验证前文理论分析的正确性，设计了动静压混合轴承试验台。采用多种传感器采集了轴承工作过程中的油膜压力分布、油膜温度分布、主轴轴心位置、轴承的供油流量、主轴承受的载荷等多种数据。分别设计了不考虑热效应的瞬态实验和考虑热效应的热平衡实验。实验结果与数值计算结果总体相符，进一步验证了数值计算的正确性，也为前文给出的提高液体悬浮轴承性能的设计和应用上的建议提供了实验支撑。