薄片动压轴承是一种以弹性薄片构成柔性接触面,以高速气体通过收敛间隙形成的动压效应完成非接触式支承的轴承。优点是极限温度环境下适应性好,高转速条件下良好的阻尼特性,装配误差容许度好,寿命长。所以,其已经在低温制氧机、空气循环机、微型涡喷发动机、微型燃气轮机、涡轮增压器、高速风机中有了实际的应用。但是,悬臂型薄片轴承目前存在的技术资料较少,且主要被外国的科研机构所掌握。同时,互相搭接的薄片结构复杂,理论建模不够完善,因而本文主要的工作便是构建一个考虑到了诸多因素的理论模型,加以仿真计算,再通过实验研究,完成对模型的实验验证。本文基于有限元法对轴承-气膜-转子系统进行了充分的理论建模。首先,采用曲梁单元对各个悬臂建立有限元模型。其次,考虑到薄片之间、薄片与轴套之间、薄片与转子之间的接触约束,基于计算接触力学构建各结构间的接触模型,通过牛顿迭代法计算相互搭接的薄片结构的非线性变形。同时对转子装配与静态加载过程也进行了理论建模,从而使得薄片轴承的理论计算更贴近实际物理模型。关于气膜分析,基于伽辽金法对雷诺方程进行逐步降阶,通过有限元法求解,获得了气膜的厚度和压力分布,完成气弹耦合计算,最终完成对悬臂型薄片轴承理论性能的整体建模。在对模型进行编程计算后,得到的加载仿真结果表明:转子转速大小对轴承的极限承载能力影响较小。此外,在考虑轴套约束后,承载力计算值较大,更加接近实验值。悬臂型薄片轴承的承载特性受到薄片厚度、薄片曲率半径以及径向间隙等因素的影响较大,且各个分析参数在提高轴承极限承载能力方面都存在着理论上的最优值。本文设计并搭建了用于八悬臂薄片轴承性能测试的平台,设计加工轴承实验件,完成了静态转子加卸载实验,得到了薄片结构承载特性,且在不同转子转速条件下进行轴承加载实验,测试了轴承承载能力。得到的结果表明:转子转速对轴承承载特性的影响确实较小,而测得实际的结构刚度和极限负载均比仿真的结果偏大。