华东理工大学教授安琦团队的博士生吴洋等人，针对气体箔片推力轴承提出并构建了一套精确的计算方法，突破了传统模型忽略波箔热变形的局限，能够更准确地计算高转速下轴承的临界转速、承载能力、温度场、热变形及散热规律等性能。相关研究成果近日发表于《国际机械科学杂志》。

当前，高速涡轮机械正朝着高功率密度、无油化方向发展。作为核心支承部件，气体箔片推力轴承的工作过程涉及气膜压力、结构变形与温度场三者之间的复杂相互作用。然而，已有研究在处理波箔结构时，大多将其简化为弹簧模型，或者忽略温度变化带来的影响。因此，在高转速工况下，仍难以准确预测箔片受热后的变形情况，以及这种变形对轴承承载能力的影响，制约了轴承在实际应用中的可靠性。

研究团队通过引入接触热阻和粘滞-滑移摩擦理论，建立了一个能够同时考虑结构热变形和摩擦接触的计算模型，能够协同计算波箔的力学变形和热量导过程，在保证计算精度的前提下提高了计算效率，并通过实验验证了模型的可靠性。

研究发现，波箔靠近固定端的拱形结构在热应力作用下会发生明显的轴向翘曲，导致该区域的气膜厚度急剧减小，形成局部高压区，进而导致轴承临界转速降低、承载能力下降。在此基础上，研究团队提出了两种抑制热变形的措施，即引入冷却气流和优化波箔条的径向尺寸。

气体箔片推力轴承热-弹-流耦合模型、计算及实验曲线图。研究团队供图

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2026.111523