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浮环轴承具有尺寸小、结构简单、功耗低、效率高和较高的稳定性等特点,现已成为涡轮增压器中常用的支撑部件并广泛应用于各种精密仪器,高速、超高速旋转机械中。由于涡轮增压器的工作转速很高,合理地设计增压器转子系统中的浮环轴承十分重要。本文以涡轮增压器圆柱浮环轴承作为研究对象,建立了其内、外膜静、动态特性的数学模型,并在此基础上对浮环轴承的结构参数进行了优化设计,使其综合性能达到最优。 本研究主要内容包括:①根据流体力学的基本原理,在一定的假设条件下推导了雷诺方程,并在此基础上建立了浮环轴承内、外膜润滑数学模型和静、动态特性计算公式,并确定了求解边界条件。②以单位承载力下的摩擦功耗最小作为目标函数,建立了一种涡轮增压器浮环滑动轴承的优化设计数学模型,并运用遗传算法对轴承的结构参数进行了优化设计,编写了有限差分法求解目标函数的子程序与遗传算法优化程序,并应用优化后的结构参数计算了浮环轴承内、外膜的静、动态特性,并与常规设计结果进行比较。优化结果表明,与常规设计方法相比,优化设计能使浮环轴承获得更优的综合性能。③总结了涡轮增压器浮环滑动轴承的设计流程,在软件需求分析的基础上根据流程图开发了浮环轴承设计计算软件,该软件可以方便的计算浮环轴承的静、动态特性,提高了设计效率。