由于目前动压气体止推箔片轴承在一些发达国家的应用比较成熟,已经被广泛应用于航空航天、氢燃料电池汽车等领域的高速旋转机械设备中,它具备了传统的油润滑滑动轴承和滚动轴承所不具有的优点,因此具有巨大的发展前景。但是相对于传统轴承来说,由于动压气体止推箔片轴承以气体作为润滑剂,所以导致其轴向承载力远低于传统的轴承。而且,气体止推箔片轴承的理论建模分析较为复杂,通常理论预测结果和实际情况有较大的偏差。因此,本文主要聚焦于提高动压气体止推箔片轴承的承载力和改善理论模型的预测精度,具体研究内容包括如下几个方面:动压气体止推箔片轴承的理论模型的建立。建立了基于气体动力润滑理论的适用于止推轴承的气体雷诺方程、气膜厚度方程以及箔片变形方程。划分了扇形箔片的计算域网格并给出雷诺方程数值计算的边界条件,利用牛顿迭代法、有限差分法和有限单元法耦合的方式求解气体雷诺方程和气膜厚度方程,给出理论数值计算的流程图。波纹箔片非线性刚度模型的建立与验证。搭建波纹箔片静刚度测试试验台并进行波纹箔片的静刚度试验,利用MATLAB拟合的方法得出波纹箔片刚度与外部载荷的非线性方程关系式,并将波纹箔片刚度的非线性方程考虑到牛顿迭代计算中。搭建了止推轴承性能测试试验台并加工了三个不同楔形入口高度(20μm、70μm、114μm)的止推轴承,在不同转速下进行了轴承的极限承载力试验,结果发现采用非线性刚度模型预测的轴承承载力比恒定刚度模型更加接近于试验值。楔形入口高度对轴承静态特性影响的研究。利用非线性刚度模型对不同楔形入口高度的止推轴承在不同转速下进行数值仿真分析并进行了试验,研究了止推轴承的承载力、摩擦力矩与楔形入口高度的关系,发现楔形入口高度存在一个最佳值,使得止推轴承在承载力达到最大的同时,摩擦力矩较小。当大于最佳楔形入口高度时,轴承承载力随着楔形入口高度的增大而急剧增大;当小于最佳楔形入口高度时,轴承承载力随着楔形入口高度的增加而缓慢减小。平箔片凹陷效应对轴承静态特性影响的研究。仿真分析了不同节距比的止推轴承的承载力随平箔片厚度(0.075 mm~0.2 mm)的变化关系,发现存在一个最佳的节距比,使轴承的承载力达到最大,而且采用此节距比的轴承的承载力几乎不随平箔片厚度的变化而变化。当轴承节距比小于最佳节距比时,轴承承载力随着平箔片厚度的增加而减小;当轴承节距比大于最佳节距比时,轴承承载力随着平箔片厚度的增加而增大。