气体轴承结构紧凑、回转精度高、摩擦小、转速高、寿命长，但当气体轴承达到足够高的转速时，轴承转子系统将会出现失稳现象，阻碍了气体轴承的广泛应用。并且在工程实际应用中，缺乏有效的试验研究，众多试验现象并未很好解释，一些试验测量与理论计算偏差过大，未能揭示轴颈扰动对气体轴承动态特性和稳定性的影响规律。　　本文以球面动静压气体轴承为研究对象，通过数值方法对气体轴承稳定性进行预测。建立动静压气体轴承动态特性和稳定性试验系统，探索气体轴承动态非线性动态特性系数的识别方法，研究气体轴承动态非线性动力学行为与稳定性，提高气体轴承的动态稳定性。　　建立动静压气体轴承动态特性和稳定性试验系统。试验系统主要由轴承—转子系统、驱动系统、加载系统、测试系统、供气系统五大部分组成。对各个系统进行详细的设计、校核，实现对转子的动态加载，数据的实时采集和处理分析，同时得到动态特性系数和轴承在失稳过程中的非线性行为特征。　　进行试验测试与数据计算分析，研究转速、供气压力、扰动频率对动态非线性动态特性系数的影响规律。实验中采用2个电磁激振器对转子施加相位差为90o、同频率、同振幅的简谐激振力。电涡位移传感器测量出转子在不同转速和供气压力的振动位移。采用最小二乘法对激振力和测得的位移响应数据进行处理，计算轴承的动态刚度和阻尼系数。分析转速、供气压力和外部扰动频率对球面动静压气体轴承动态刚度系数 Kee、Keθ、Kθe、Kθθ和动态阻尼系数 Bee、Beθ、Bθe、Bθθ的影响规律。　　从升速过程中时域图、轴心轨迹图和频谱图的变化，分析轴承气膜涡动和失稳过程中的非线性行为特征与动态稳定性的关系。探索动特性系数与稳定性的关系，气膜失稳时动特性系数的变化规律。为进一步研究以供气压力为系统控制变量，优化气体动压和静压耦合效应，重构气膜的动态特性，提高动静压气体轴承在复杂的运行环境中的稳定性提供参考。