周如能，顾永鹏，任革学，于溯源

(清华大学 a.能源与动力工程系；b.核能与新能源技术研究院；c.航天航空学院，北京 100084)

箔片动压气体轴承具有无油、高温和高速性能好等优点，被广泛应用于飞机的空气循环机和燃料电池的压缩机等领域[1-3]，其中波箔式箔片轴承应用最为广泛[4-5]。由于波箔结构的特殊性，波箔动压气体轴承系统一部分非线性来源于箔片结构的接触摩擦行为[6]，系统动力学建模中箔片结构的接触摩擦模型是准确预测波箔动压气体轴承静、动态特性的关键[7]。

文献[8]最早提出了波箔气体轴承的理论模型——简单弹性基础模型，后来被拓展到动力学计算中，并引入了黏性阻尼近似模拟结构耗散特性[9-10]，但结构耗散特性与轴承-转子系统的运动状态关系较大，根据某一工况估算的等效黏性阻尼不能准确表征实际的能量耗散机制。这一局限性使很多学者提出了考虑波箔结构及波箔之间相互作用的模型耦合摩擦模型，进而对波箔动压气体轴承系统进行静、动力学分析[11-13]。

摩擦模型较多，其选择受系统求解方法的限制。传统的显式分别迭代传参求解方法可以采用最经典的库仑摩擦模型，在每个时间步内迭代判断每个摩擦节点的状态并得到摩擦力[12]，但各子系统变量之间存在时间滞后，需极小的时间步长来保证收敛性，计算效率低，故文献[14-15]提出了全耦合求解方法，系统所有变量可同时求解，大幅提高了计算效率。但由于库仑摩擦模型在零速度时的不连续性而无法直接使用，需要改进摩擦模型。……