流体动压滑动轴承转子系统作为旋转机械的基础部件被广泛应用于机械、动力、航天航空等工程技术领域,其稳定性等运行特性直接影响着旋转机械的安全运行等性能,对现代滑动轴承转子系统设计至关重要。从制造的角度来看,受制造技术和制造精度的制约,轴承转子系统的制造误差不可避免,科学评估这些制造误差对滑动轴承转子系统稳定运行特性的影响,以减少制造误差对系统运行性能的影响是设计期望的目标。受限于现有研究模型及计算方法的局限,轴颈形位误差对滑动轴承转子系统稳定运行机理及特性的影响研究尚未系统、有效地展开。为揭示轴颈形位误差对滑动轴承转子系统运行特性的影响规律,深化完善制造误差对滑动轴承转子系统运行特性的影响研究理论,本文建立了考虑轴颈形位误差时轴承转子系统非线性动力模型;提出了轴颈形位误差对滑动轴承转子系统运行特性影响的计算及识别方法,开展了轴颈圆度误差、圆柱度误差、表面波纹度误差以及不对中夹角误差对系统运行特性的影响研究;提出了轴颈形位误差对系统稳定运行特性影响的辨识及评估实验方法并研制相关测试试验台,开展了影响较显著的形状误差对系统运行稳定性等实验研究。本文的具体研究内容及创新成果如下:(1)考虑轴颈形位误差时滑动轴承转子系统非线性动力学分析及计算方式针对轴颈存在形位误差的特点,采用傅里叶级数模型,傅里叶—勒让德模型以及蒙特卡洛模拟法等方法,建立了轴颈表面轮廓模型;修正了滑动轴承转子系统油膜厚度方程;推导出系统油膜表面速度计算模型,建立了考虑轴颈形位误差时滑动轴承转子系统非线性动力学模型。所提方法扩展了滑动轴承转子系统动力学模型的适用范围,使之具有评估轴颈形位误差对滑动轴承转子系统动力学影响的效果。(2)轴颈形位误差对滑动轴承转子系统运行特性影响的计算及识别方法针对现有研究方法忽略了轴颈形位误差影响的局限,建立了轴颈形位误差对系统稳定性等运行特性影响的表征模型,提出了轴颈形位误差对滑动轴承转子系统运行特性影响的计算及识别方法,揭示出轴颈形位误差对系统运行特性影响的规律,深化、完善了制造误差对系统运行特性的影响研究。研究结果表明:形位误差的存在会对系统运行特性产生明显影响,因而不容忽视。当无量纲Sommerfeld数S介于0.02-0.1区域内时,宏观几何表面形状对系统稳定性的影响均较小;而当无量纲Sommerfeld数S>1.0时,宏观几何表面形位误差对系统承载特性的影响则较小。因此,结合工程应用本文建议:针对高速、轻载滑动轴承转子系统设计,可选择无量纲Sommerfeld数S=0.02-0.1,以降低轴颈形位误差对系统稳定性的影响;而针对低速、重载滑动轴承转子系统设计,可选择无量纲Sommerfeld数S>1.0,以降低轴颈形位误差对系统承载能力的影响。此外,不同类型的形位误差对系统的影响方式及程度也存在差异,形状误差在一定程度上会稍提升系统临界转速,但会增加系统的能量损失,导致轴颈产生高频振动成分,加剧轴颈的振动,其中圆度误差对系统运行特性的影响更加明显。而不对中夹角误差在一定程度上提高了系统的承载能力,但它的存在往往会降低系统稳定性。(3)轴颈形位误差对系统稳定运行特性影响的实验方法及试验台研制针对开展实验研究及验证的需求,提出了轴颈形位误差对系统稳定运行特性影响的辨识及评估实验方法,研制了滑动轴承转子系统运行特性测试试验台,开展了影响较显著的形状误差对系统运行稳定性等实验研究。研究表明理论和实验结果之间良好的相关性。同时,研究也表明轴颈圆度误差会稍提升系统临界转速,但将带来高频次的振动成分,加剧轴颈的振动。所提方法及开发的实验台为科学评估轴颈形位误差对滑动轴承转子系统稳定运行机理及特性影响提供了实验方法及手段。本文的研究揭示出轴颈形位误差对液体润滑滑动轴承转子系统稳定运行特性的影响规律,能够更好地帮助工程技术人员理解和评估轴颈形位误差对滑动轴承转子系统运行特性的影响,进而在系统设计中更加合理地选择系统参数以控制形位误差的影响;同时也可以帮助他们更加准确地预测由于磨损等原因造成形位误差时或者形位误差扩大时系统的运行特性,使系统更加安全可靠地运行。