波箔型气体动压轴承已经被成功应用在航空航天等领域的高速旋转部件,它拥有极限转速高、承载能力强、自适应好等优点,具有光明的应用前景。迄今为止,波箔型气体动压轴承已经发展到了第四代—有大预紧力的多叶波箔型气体动压轴承,国内外学者对其性能进行了分析和测试,证明该型轴承具有更优越的承载性能及稳定性。多叶波箔轴承的结构复杂,目前还没有可靠的轴承结构参数设计标准,对由于气动加热对轴承性能影响的研究也相对匮乏。因此,本文在此背景下开展多叶波箔型气体动压轴承性能及气动加热的研究。首先,以多叶波箔型气体动压轴承为研究对象,建立箔片的弯曲梁模型,并推导箔片的变形方程和气膜厚度方程。在此基础上,采用超松弛迭代求解方法耦合求解雷诺方程与气膜厚度方程。通过数值仿真计算,分析了多叶波箔型气体动压轴承气膜压力及气膜厚度的分布特点,以及轴颈转速(3×104r/min-7×104r/min)、润滑气体动力粘度(4.21×10-6 Pa·s-4.46×10-5Pa·s)、箔片数(1-8)、轴承间隙(100μm-120μm)以及偏心率(0.1-0.3)等参数对轴承气膜压力分布、气膜厚度分布、承载能力的影响规律。结果表明:多叶波箔型气体动压轴承的气膜压力会略高于悬臂型气体动压轴承,约1%。且随着转速、润滑气体动力粘度、偏心率的增加,轴承间隙的减小,承载力都会增大,与此同时,偏位角减小,轴承抗干扰能力增强。随着箔片数的增加,轴承的承载力先增加后减小,在本文研究参数变化范围内,在四个箔片的时候达到最大,多叶波箔型气体动压轴承的最大承载力从22增大到32N,比悬臂型轴承约高出10N。偏位角在不同的箔片数下表现不同,拥有偶数箔片的轴承的偏位角要普遍低于拥有奇数箔片的轴承,参数范围内从68°降低到22°。其次,在多叶波箔型气体动压轴承静特性的计算基础上,引入能量方程,对其进行离散方程求解,耦合求解雷诺方程、气膜厚度方程以及能量方程,得到多叶波箔型气体动压轴承的温度场分布规律。并且计算在与静特性相同的参数变化范围内,轴承气膜温度的变化规律,结果表明:多叶波箔型气体动压轴承的温度分布略高于悬臂型轴承,高出1K左右,且局部有小的波动。在周向和轴向分别截取中截面,比较在参数变化下轴承温度场的变化趋势。得出轴承在周向上的分布为最小气膜厚度处温度最高,最大气膜处温度最低,温差约为5K;在膜厚方向的温度分布为轴颈处最高,平箔处最低;在轴向上,悬臂波箔型气体动压轴承变化不大,而多叶波箔型气体动压轴承的分布为轴中部要高于轴端,约高出2K。两种轴承的气膜温度都会随着轴承转速、润滑气动力粘度、偏心率的升高而升高,随着轴承间隙的升高而降低,升高或降低的范围大约为1.6%~2.3%。总之,本文对多叶波箔型气体动压轴承在轴承参数和运转参数变化下轴承的静特性和温度场的变化规律进行了研究,为此类轴承的设计以及工程应用提供有益的技术参考。