近日，我校机械与动力工程学院博士研究生吴洋（导师为安琦教授）等研究人员，在国际机械领域重要期刊International Journal of Mechanical Sciences上发表研究论文（2026, 317: 111523）。该研究针对高速涡轮机械中气体箔片推力轴承的建模难题，提出并构建了一套精确的计算方法。
高速涡轮机械正朝着高功率密度、无油化方向发展，气体箔片推力轴承作为核心支承部件，其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。过去的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。这使得在高转速工况下，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。针对这一问题，研究团队建立了一个同时考虑结构热变形和摩擦接触的计算模型。该模型引入了接触热阻和粘滞-滑移摩擦算法，能够协同计算波箔的力学变形和热量传导过程，并在保证计算精度的前提下提高了计算效率。这一方法突破了传统模型忽略波箔热变形的局限，能够更准确地预测超高转速下轴承的临界转速和承载能力。
研究通过计算发现，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。这一现象是轴承临界转速降低、承载能力下降的关键原因。在此基础上，研究提出了两种抑制热变形的措施：引入冷却气流和优化波箔条的径向尺寸，并通过实验验证了这些措施的有效性。
论文第一作者为我校博士生吴洋，通讯作者为安琦教授，合作者包括李双敏、邵聪鹏、高磊、过常乐等。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2026.111523
