激光加工多孔端面机械密封(Laser Surface Textured Mechanical Seal,简称LST-MS)是近年来出现的一种新型密封,它依靠端面微孔产生的流体动压效应实现非接触运转,与普通机械密封相比它具有优异的密封性能和端面润滑特性,能够有效地改善机械密封的运行状况,因此具有广阔的发展前景。本文针对正方形微孔型面气体润滑LST-MS的临界开启特性开展研究。通过合理的简化和近似,建立了气体润滑LST-MS端面气膜压力的Reynolds控制方程,并结合强制性边界条件和周期性边界条件采用有限元法进行求解,获得了端面间气膜压力分布,给出了端面开启力、气膜刚度、静压刚开比和动压刚开比等参数的定义并进行了计算;通过建立气体润滑LST-MS临界开启特性的数学模型和物理模型,研究了密封的临界动、静压开启特性以及微孔面积密度、径向开孔比、周向开孔比、微孔深径比等几何参数对气体润滑LST-MS临界开启特性的影响规律;提出了气体润滑LST-MS端面微孔几何结构参数的优化设计准则,即在确保气体密封端面正常开启的情况下,尽可能提高密封的稳定性,并基于该优化准则,分别以端面最小开启力和最大刚开比为优化目标,对密封端面微孔几何结构进行了优化设计。研究结果完善了气体润滑LST-MS的设计理论,对密封的设计、选型和加工制造具有一定的指导意义。