磁液双悬浮支承系统采用磁力支承和静压支承两种支承形式,能提高支承系统承载能力及刚度。本文所述磁液双悬浮支承系统包括电磁-静压双悬浮轴承系统和永磁-静压双悬浮导轨系统。由于不同的支承单元,其布置形式不同,对应不同的力学模型,缺乏具有普遍适用性的承载力计算方法。然而正确计算各支承单元的承载力是准确设计磁液双悬浮支承系统及进行性能分析的前提及基础,因此本文主要对磁液双悬浮支承系统的耦合承载力模型及支承性能进行分析,主要包括支承单元承载力数学模型推导、各支承单元承载力耦合关系分析、阻尼/刚度/支承性能的主要影响因素分析。本文主要研究内容如下:(1)针对电磁-静压双悬浮轴承系统以及永磁-静压双悬浮导轨系统中支承单元的布置复杂、相互耦合、承载力求解存在的超静定问题,本文根据液膜和磁气隙厚度变形协调方程,将超静定问题转化成静定问题,推导出磁液双悬浮系统支承单元承载力普遍适用的最终求解方程,为后续的磁液双悬浮系统的性能研究提供理论基础。(2)基于前一部分推导的承载力方程,分别对电磁-静压双悬浮轴承系统与永磁-静压双悬浮导轨系统的各支承单元承载力耦合关系进行分析,包括对承载力、液膜厚度、液阻、流量等参数的耦合关系进行分析;同时针对偏心载荷作用下,定量供油系统的支承单元液膜厚度不均的情况,对某支承单元的油腔流量进行调节以使得各液膜达到等厚状态,从而实现轴/导轨的水平悬浮。(3)以磁液双悬浮轴承系统为例,推导了恒流量供给模式下的单自由度支承系统数学模型,接着采用线性化及等价线性化方法对其进行处理,得到了阻尼/刚度相对误差的数学表达式及参数灵敏度表达式。探索了磁液双悬浮支承系统支承性能的主要影响因素,进而为下一步着重研究主要影响因素对磁液双悬浮系统支承性能的影响提供基础。(4)基于流量方程、静压力方程、磁力方程及力平衡方程,推导了恒流量供给模式下磁液双悬浮轴承系统与磁液双悬浮导轨系统的传递函数;选择以承载能力、静刚度、总功率损失为静态指标,以调整时间、动刚度、相角裕度为动态指标,以固有频率、振幅放大系数为振动特性指标,定量分析了液膜厚度对磁液双悬浮系统支承性能的影响规律。