随着高速旋转机械和精密仪器的广泛应用,高性能的轴承显得越来越重要。传统油轴承采用粘度大的油作为润滑剂,在高速工作过程中,轴承磨损严重,温升显著,大大降低了机械的效率,还会减少轴承的使用寿命。而多孔质可倾瓦气体轴承采用多孔质材料作为节流器,气体通过多孔质内部的微小通道进入轴承间隙形成更加均匀的气膜压力。同时,各瓦块自适应运动,交叉刚度很小甚至没有,该轴承具有承载能力高、旋转精度高、稳定性好和低摩擦等优势,广泛的应用于高速旋转机械和精密仪器。由于多孔质可倾瓦气体轴承结构和工作机理的复杂性,以及气膜间隙为微米级,建立一个更加准确的理论模型用于预测轴承的静动态特性是十分必要的。进一步研究多孔质可倾瓦气体轴承的静压效应和动压效应,以及瓦块自适应运动对轴承静动态特性的影响。建立了热混合润滑CFD流固耦合多孔质可倾瓦气体轴承三维理论模型。采用有限体积法进行离散化处理,运用动网格技术实现瓦块的运动,同时轴承气膜和瓦块实现双向流固耦合进行稳态数值计算。理论模型预测的轴承承载能力与文献中的预测结果进行对比,验证了模型的可靠性。然后,搭建了多孔质材料渗透率测量试验系统。测量了等静压石墨材料的渗透率,将预测结果和试验数据进行对比,验证了理论模型的准确性。测量得到的多孔质材料参数用于后面轴承静动态特性研究。在考虑多孔质界面速度滑移的影响情况下,研究了转子转速、供气压力、径向刚度、扭转刚度和轴承名义间隙对轴承承载能力、质量流量和温升等静态特性的影响。进一步分析瓦块的自适应运动对轴承静压效应和动压效应的影响。结果表明,轴承的瓦块自适应运动显著影响轴承静压效应和动压效应。开展了多孔质可倾瓦气体轴承的动态特性研究。转子采用时域轨迹法,耦合瓦块的瞬态运动,建立了多孔质可倾瓦气体轴承动力学理论模型。理论模型预测的轴承力阻抗与文献中的试验数据进行对比,验证了模型的可靠性。在稳态计算的基础上给定转子多频涡动轨迹进行瞬态数值计算,研究了不同转子转速、供气压力和径向阻尼对轴承刚度系数、阻尼系数和惯性系数的影响。