水润滑轴承系统广泛应用于舰船、潜艇、水下机器人以及无轴泵喷推进器等装备的传动系统中。随着水润滑轴承系统向低噪声、长寿命、高深度水密、低跳动以及高功率密度等方向发展,尤其是未来船舶动力-无轴推进系统颠覆性技术的出现,对水润滑轴承系统提出了更为严苛的性能要求。通过构建动态摩擦学与摩擦激励振动模型可优化水润滑轴承系统润滑、接触、界面磨损、动力学性能以及规避中高频噪声辐射风险,最终达到提高水中兵器隐蔽性,缩短作战半径,提升作战能力的重要目的。因此,针对动态服役工况下水润滑轴承系统,综合应用润滑力学、接触力学、热力学、磨损理论、转子动力学以及摩擦激励振动理论构建多机理融合数理模型,对提升水润滑轴承系统动态摩擦学性能、服役寿命以及摩擦振动稳定性具有重要的理论意义与工程价值。本论文针对水润滑轴承系统摩擦学、动力学以及摩擦激励振动的基础理论建模问题,围绕动态服役工况下水润滑轴承瞬态磨损、瞬态3D温升、瞬态混合热弹流以及摩擦激励振动等方面开展了基础理论研究。论文的主要研究工作包括:1集成瞬态广义平均Reynolds方程,瞬态Kogut-Etsion接触模型,瞬态三维能量方程以及瞬态水膜间隙方程,建立了水润滑轴承系统的瞬态混合热弹流模型,实现了水润滑轴承系统润滑特性、接触特性、3D传热特性的瞬态预测。2通过在瞬态混合热弹流模型中集成摩擦疲劳磨损模型,提出了水润滑轴承系统瞬态磨损-混合热弹流耦合模型。研究了水润滑轴承在服役过程中的润滑、接触、热行为以及磨损特性的动态演变规律,论证了3D传热特性在水润滑轴承瞬态磨损预测中的重要性。研究了水润滑轴承关键结构参数、表面特性参数以及材料参数对瞬态磨损-混合润滑耦合性能的影响规律,为实际工况中预测水润滑轴承瞬态磨损性能以及抗磨损性能优化提供了理论指导。3考虑摩擦副界面磨损形貌,集成瞬态混合热弹流模型以及转子动力学模型建立了水润滑轴承系统摩擦学-动力学耦合模型。开展了多工况水润滑轴承系统摩擦学-动力学耦合性能建模研究。揭示了水润滑轴承转子动态特性与轴承界面混合润滑力之间的依赖关系。研究了转子启动模式、启动参数以及瞬态混合润滑力对水润滑转子启动特性的影响,探明了扰动法在偏心转子摩擦学-动力学性能预测中的适用性,导出了用于预测多沟槽水润滑轴承在启动过程中的临界速度以及最小有效间隙经验公式,提出了改善水润滑轴承抗冲击性能的结构优化方案。4在上述动态摩擦学模型的基础上,通过进一步集成界面随机位移扰动、水膜刚度、水膜阻尼、弹塑性接触刚度建立了水润滑轴承系统混合热弹流下摩擦激励振动模型。基于该模型,模拟了混合热弹流条件下水润滑轴承摩擦激励振动特性。通过复模态分析方法,研究了多工况多参数条件下水润滑轴承系统摩擦自激振动放大区以及摩擦振动稳定性,识别了水润滑轴承发生摩擦自激放大振动以及摩擦噪声的临界参数/工况区间。为水润滑轴承规避摩擦振动失稳、摩擦中高频噪声辐射提供了理论指导。5在美国RTEC摩擦磨损试验机上开展了不同水润滑材料的磨损性能等效论证实验,在水润滑轴承综合性能实验台上开展了动态摩擦学特性整机实验。分别测试了不同材料在混合润滑条件下的瞬态磨损特性以及水润滑橡胶合金轴承动态轴心轨迹以及摩擦系数,并将实验结果与理论结果对比进一步论证了本研究所提模型的合理性与科学性。