(1.青海民族大学土木与交通工程学院， 青海 西宁810007；2.中国工程物理研究院总体工程研究所， 四川绵阳 621900)

引言

空气静压支承轴承具有精度高、摩擦小、隔振性能好的优点。相比传统的接触式轴承，空气静压轴承可大幅提高主轴转速、支承精度并降低功耗，相关设备在采用该类轴承后的加工精度可达到纳米量级。因此，空气静压轴承广泛应用于超精密加工或测量设备[1-2]。在该类轴承可采用的多种节流器中，小孔节流器由于制造简单且可维护性良好，获得了最普遍的应用。小孔节流空气静压支承轴承的设计参数包括轴承的几何尺寸、小孔节流器尺寸以及工作状态参数，这些参数决定着轴承的力学性能，从而进一步影响着超精密加工或测量装备的使用性能。因此，准确分析轴承参数与力学性能间的关系，通过参数优化获取使力学性能最优的参数组合，在工程中具有重要的意义。

对小孔节流空气静压支承轴承的力学性能已有广泛的研究，主要讨论轴承参数对力学性能的影响。在设计中，不仅需要获取优良的承载力、刚度等力学性能，为使轴承更加稳定的工作，还需提升其动力学稳定性，例如，需考虑微振动的消除。常采用优化设计的方法在给定工况下获取最优的轴承参数组合[3-4]，优化建模依赖于对轴承力学性能与流场特性的分析。在轴承小孔下游可视工况需求增加气腔，目前较为常见的气腔包括圆柱形腔、锥形腔、半球形腔等[5]。……