为了提升多孔质气体静压止推轴承的刚度及精度稳定性,对作用面面型为平面、微米凹面的多孔质气体静压轴承作对比研究。用Gambit和Fluent软件进行建模和仿真分析,并以平面、1.5和3μm两种凹槽深度为参数,研究凹槽深度对多孔质气体静压止推轴承承载力及刚度特性影响。仿真及试验结果对比分析表明:气膜厚度1~20μm,承载力及静态刚度随凹槽深度变大而增强;精密车削与研磨加工工艺对微米级凹槽刚度及稳定性影响较大,凹槽形状误差易引起气锤现象。

为了优化局部多孔质气浮导轨的设计参数，建立了包含多孔质流量特性的气浮导轨气膜压力特性数学模型，提出了一种基于非支配排序遗传算法（NSGA—II）的多孔质气浮导轨优化设计方法，实现了耗气量最小和气膜承载能力最大两个目标的参数优化计算。该方法能够获得目标空间内均匀分布的Pareto解集，克服了实际设计过程中单纯依靠经验的缺陷。选取4组Pareto最优解，通过改变参数分析了各参数对气浮导轨性能的影响程度。结果表明，多孔质排布位置对气膜承载能力的影响最为显著。