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大型旋转机械采用的主要支撑部件是滑动轴承，滑动轴承的油膜力既是转子-轴承系统阻尼的主要来源，也可能是导致机组稳定性下降的重要原因。随着旋转机械的大型化、高速化和大容量化，转子-轴承系统出现的振动故障越来越多，越来越复杂，这其中的很多故障都是由转子-轴承系统稳定裕度不足引发的，如各种自激振动和其他扰动会因为系统稳定裕度不足没法及时衰减而不断累积，进而引发碰摩等故障，因此滑动轴承是旋转机械保持优良动力学品质的最关键部件。作者在总结了大量的有关滑动轴承和非线性振动研究工作的基础上，确立了本文的研究目标:一是针对非线性油膜力模型不完善的现状，寻求计算非线性油膜力切实可行的方法，并在非线性油膜力计算的基础上提出一种计算滑动轴承瞬态流场的方法，突破线性假设，对转子-轴承系统耦合动态特性进行了研究;二是以工程应用为背景，针对实际应用中普通滑动轴承支撑的转子系统经常出现稳定裕度不够的问题，对多种类型的滑动轴承结构内部流场展开研究，揭示滑动轴承内部瞬态流场与轴承动特性之间的内在关系，为自主设计性能优良的多弧线滑动轴承打下基础。本文结合转子动力学、流体润滑理论、计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）和数据采集技术等，通过数值分析和实验研究并重的方法，着重开展了以下几个方面的工作: (1)针对滑动轴承、迷宫密封、口环密封等内部小间隙流场在三个空间尺度上的尺寸大小不均匀的现状，研究开发了一种全新的适用于小间隙流场瞬态计算的变流域动网格方法。该方法中，节点的数量保持不变，节点间的拓扑关系也不改变，即使经过几千次、几万次的移动，依然能保持良好的网格质量，从而确保了瞬态流场计算的顺利进行。应用达朗伯原理结合Rize法建立了转子的运动方程，并将基于计算流体动力学计算的非线性油膜力通过相应的位置矩阵耦合到系统方程中去，从而实现了滑动轴承和转子之间的弱耦合计算。通过对比分析基于CFD技术的3D流场计算方法和传统的求解Reynolds方程的方法，发现惯性项、径向和油槽周边流场变化等在二维Reynolds方程推导中被忽略项对流场计算结果特别是瞬态计算结果有比较大的影响，有必要对滑动轴承进行3D流场计算; (2)提出了一种新的基于滑动轴承3D瞬态流场计算的求解任意轴颈偏心位置处刚度、阻尼系数的方法，与传统的方法相比，该方法可以更方便地考虑惯性项、空穴和复杂结构等因素而无需另外重新推导方程。在此基础上，分析对比了不同扰动载荷下线性油膜力和瞬态油膜力;分别就转速、不平衡量和轴承结构参数（轴承长径比和间隙）对滑动轴承工作特性的影响展开讨论，通过计算发现油膜涡动的发生、发展过程与轴承内油膜径向力和切向力分量密切相关，转子不平衡量对轴承动特性的影响是复杂的，当系统出现半频涡动后，大的不平衡量反而有增加系统稳定性和抑制油膜涡动的作用。 (3)从滑动轴承润滑流场内部分析了圆柱和多油楔滑动轴承的瞬态工作过程，发现在轴颈上移的过程中，圆柱轴承上轴瓦形成的油膜力变化很小，几乎处于卸载状态，使得轴颈高速运行时容易失稳;而这时多油楔轴承的上轴瓦很明显的形成了收敛油楔，能有效的抑制轴颈的涡动，从而提高了轴承的稳定性;在轴颈水平移动过程中，椭圆轴承水平方向支撑刚度不足，通过在水平方向另加两块轴瓦可以很好提高水平方向的支撑刚度。针对多油楔滑动轴承的结构特点，对比分析了轴承间隙和安装角度对多油楔轴承动特性的影响。最后，通过对不同转速和不平衡量下多油楔轴承动特性的研究发现，多油楔轴承在轴颈涡动过程中形成了多个收敛区，上轴瓦作用明显，在相同工况下，支撑刚度要比圆柱轴承大，即使在高转速下，依然没有出现半频涡动;随着不平衡量的增加，涡动中心逐渐向坐标原点靠近，主刚度和主阻尼随之减小，使系统稳定裕度降低。 (4)在理论分析和数值计算的基础上，设计并搭建了一个实际转子-轴承试验台，可用于测试高速下不同长度转子、不同结构滑动轴承在不同速度和不同偏心量下的轴颈涡动轨迹和油膜压力。在该试验台上，通过优化轴承结构和轴承尺寸大幅度提高了系统的失稳转速，并与前面的计算结果进行了很好的对比验证。 (5)从转子-轴承耦合的角度初步探讨了工程现场比较常见的轴颈倾斜对轴承工作特性的影响，发现轴颈倾斜使油膜压力分布变化明显，容易引起轴颈和轴瓦的碰摩。