动静压轴承作为超高速磨削电主轴系统的核心部件,其工作性能直接影响着电主轴的加工精度和可靠性。对于经常处于超高速运转状态下的动静压轴承,迫切需要保证轴承的工作性能稳定可靠,因此必须对动静压轴承的承载特性进行分析。针对传统动静压轴承的设计都是满足设计要求的可行性方案,不能保证轴承具有最优性能,为了提高轴承的工作性能,本文以具有典型腔体结构的深浅腔液体动静压轴承为研究对象,进行轴承结构的多目标优化设计。本文主要工作内容如下:(1)为了研究深浅腔液体动静压轴承的工作性能,采用基于Navier—Stokes方程的CFD软件Fluent对动静压轴承进行建模仿真。针对动静压轴承的油膜厚度远小于其曲率半径,故采用微米级单位进行建模工作。为了保证后续计算速度与计算质量,在ICEM CFD软件中采用O—Block分块的方式,对动静压轴承进行结构化网格划分,并通过CFX软件进行动网格处理,实现油膜偏心率的变更,简化建模工作。(2)基于划分好结构化网格的油膜,对深浅腔液体动静压轴承进行仿真计算,研究不同偏心率条件下,供油压力、主轴转速、进油孔径、初始油膜厚度、浅腔深度等结构参数和工作参数对动静压轴承承载能力、油膜刚度和温升的影响机制,为后续优化设计奠定基础,结果表明动静压轴承的优化设计是多因素多目标问题,而非单因素单目标问题。(3)基于动静压轴承的承载特性分析,以动静压轴承的承载能力最大、油膜刚度最大和温升最小为目标函数,以进油孔径、初始油膜厚度、浅腔深度为设计变量,以参数的取值范围为约束条件,采用遗传算法对动静压轴承进行多目标优化设计,寻找最优解集,并对优化结果进行分析,结果表明优化后的动静压轴承其承载能力、油膜刚度和温升均优于优化前,验证优化设计的可行性。