气体轴承在微细加工、精密工程、医疗器械等工程领域中,是提高机械加工精度的重要途径。随着气体润滑和超声悬浮技术研究的不断进步,高速度、高精度、低摩擦、非接触气体挤压膜轴承成为该技术领域新的研究方向,超声波悬浮挤压膜轴承在一维平板静压悬浮基础上向多维、动态方向发展,高功效压电换能器又称作压电挤压器成为超声波轴承的关键组成部件。本文提出了一种用于新型超声悬浮挤压膜轴承中的径向全包容柱状挤压式压电换能器,建立了径向耦合振动的机电等效电路理论数学模型,进行了振动特性的有限元仿真分析与实验验证,分析了压电换能器的振动特性。主要研究工作如下：结构上,采用带有支撑座、矩形凹槽结构的薄壁金属圆筒,和矩形压电陶瓷薄片构成。该结构满足超声悬浮轴承与轴之间构成径向全封闭的薄膜空间,增加了辐射面积,减小了摩擦,提高了悬浮稳定性、旋转精度、工作效率等。理论上,应用压电超声振动相关理论、机电类比法,构造系统的径向耦合振动的机电等效电路数学模型,建立压电换能器径向振动的机电等效电路,计算出该类型复合压电换能器的谐振频率方程,采用Matlab软件计算已知设计尺寸换能器的谐振频率、反谐振频率等振动特性参数。结合ANSYS软件中压电耦合体有限元理论,对换能器进行模态与谐响应分析,计算出压电换能器成三角型挤压变形的最佳振动形态、谐振频率、反谐振频率、及径向最大振幅,探讨出压电换能器谐振频率与材料、结构尺寸之间的关系。结合数值分析和正交试验方法,分析压电换能器材料、结构尺寸对换能器谐振频率和径向最大振幅的影响；以优化换能器机械振动性能为目的,优化换能器结构尺寸：制作压电换能器样机和超声悬浮轴承系统,并对换能器进行谐振频率与径向振幅测试,验证理论计算与有限元分析结果的正确性。