热弯曲是工程实际中常见的转子故障．采用有限元法，利用热-结构-动力学耦合理论，探讨了稳态温度场对某汽轮机转子系统的振动特性的影响．对比研究了不平衡响应、热弯曲响应以及不平衡和热弯曲耦合响应，讨论了稳态温度场、转子系统的工作转速等因素对转子-轴承系统热振动特性的影响，找出了影响其热振动特性的敏感参数．结果表明，由于热弯曲的产生，转子系统的刚度重新分布，导致了其热振动的一阶临界转速显著降低，同时改变了振动的平衡位置，使转子系统围绕新的平衡位置做周期性运动．计算结果为转子-轴承系统的设计和热弯曲故障诊断提供了理论依据．

针对转子系统动静件间发生碰摩时会引起弹性应变而产生声发射,进而可利用声发射来辨识和诊断碰摩故障的特点,首先对碰摩声发射和碰摩振动信号进行了试验对照研究,讨论基于声发射的碰摩辨识别方法的独特优越性。然后,着重对碰摩声发射的特性进行了试验研究,并借助于小波尺度谱优越的时频分析性能,利用小波尺度谱对碰摩声发射的时频特性、传播特性和频散特性等进行了详细分析。分析结果显示小波尺度谱非常适合碰摩声发射这种频率丰富、非平稳和非线性的多模态波,是模态声发射分析的有力方法。

从理论上探讨了用可控挤压油膜阻尼器进行转子系统振动主动控制的可行性 ,研究了油膜间隙变化时转子动力学特性的变化规律 ,进而设计了锥型可控挤压油膜阻尼器 ,进行了主动控制理论与实验研究 。

采用可控挤压油膜阻尼器作为主控元件，进行转子系统振动主动控制研究。设计开发了锥形可控挤压油膜阻尼器(Controllable Squeeze Film Damping Bearing, CSFDB). CSFDB的外环轴向位置通过专门设计的电液伺服系统来调节其不同的轴向位置对应不同的油膜间隙。使转子系统、CSFDB、电液伺服系统形成一个闭环控制系统，即主动控制转子系统的振动。本文的实验研究工作内容有，CSFDB 转子系统振动特性实验研究；CSFDB 转子系统加、减速振动特性试验研究；转子系统振动的CSFDB主动控制实验研究。转子模型为一单盘悬臂转子。研究结果表明，CSFDB控制效果明显，所研制的控制仪工作可靠，能满足实时性研究；CSFDB外环位置调节系统设计思路可行，性能可靠，有推广应用前景。

为了定量研究环形密封动力特性对转子系统临界转速的影响,基于环形密封动力学模型和Fluent软件,计算了海水淡化高压泵中三种环形密封的动力特性系数矩阵,并利用ANSYS Workbench平台计算了环形密封-轴承-转子耦合系统的临界转速,对比分析了环形密封对三级转子系统临界转速的影响。结果表明:不考虑环形密封时,转子系统为刚性转子,其工作转速低于0.8倍的第一阶临界转速,避免了转子系统共振的发生;考虑环形密封后,转子前三阶临界转速分别提高了45.1%、3.2%和0.6%。因此,环形密封在海水淡化高压泵转子系统中起到了一定的支撑作用,提高了转子系统的稳定裕度。

为了通过监测电机电流以实现转子系统故障的识别与诊断,建立偏角不对中转子系统动力学模型,推导出转子系统的转角不对中力矩,并以电机的电磁扭矩为纽带,在MATLAB/Simulink环境下建立三相异步电动机—转子系统机电耦合仿真模型,应用傅里叶变换对定子电流信号进行频谱分析,研究偏角不对中故障激励下电机电流信号的耦合特性。仿真结果表明：正常状态下,电流信号会产生工频分量和奇数次倍频的谐波分量。当转子系统存在转角不对中故障时,三次谐波分量会出现明显的增强,而且其峰值会随着转角不对中量的增加而变大。

针对转静碰摩故障的振动响应问题，采用小波基函数db6三层小波包分解和能量谱相结合的分析方法，对实测的碰摩故障信号进行频带能量特征提取。通过对仿真和实测信号进行小波包分解后作频谱分析发现：当转子发生转静碰摩故障时，频谱图中除了转子的工频外，在分频、分频倍频处引起比较稳定的分数谐波，并出现了3x等高阶倍频频率成分。在对实测信号作进一步能量谱分析时，存在碰摩特征频率的频段能量发生了变化，因此小波包能量谱分析方法能够很好地区分转子的碰摩故障。

针对高速永磁电机的设计特点,就某新型高速永磁电机的结构特征进行重点论述,在设计该电机的定子腔结构时,用倾斜槽替代了传统用的平槽,采用理论分析和有限元方法相结合的手段对该电机的结构进行了分析,磁场分析结果显示,采用倾斜槽结构有效地减少了系统的漏磁,整个磁路设计合理;在采用过盈装配工艺进行结合的护套和永磁体在静止和高速状态下都能保持适当的界面压力,实现转子护套对永磁体的有效保护;通过其物理模型计算得到转子系统只有一个较低的临界转速。结果表明该类型高速永磁电机结构合理,安全可靠,且在高速运转过程中很快跨越较低的临界转速,升速过程运转平稳。

提出一种新型可控挤压油膜阻尼器（简称CSFD），并实验研究该CSFD支撑的轴承-转子系统的振动特性。利用数值方法计算得到了转子系统的临界转速和振型图；搭建柔性转子振动试验台，在不同转速和不同的供油压力下，对轴颈处位移信号进行测试和分析研究。实验结果表明：与普通圆瓦轴承相比，CSFD轴承对转子的振动起到良好的抑制作用；无论是在低速还是高速情况下，CSFD轴承的供油压力越大，转子的振幅越小，特别是在临界转速下减振效果显著。通过Hilbert-Huang变换对升速位移信号进行分析，发现随着供油压力的增加，竖直方向上在临界转速时的能量发散现象严重，出现较多高频成分。

针对采用电液主动控制挤压油膜阻尼器控制有定心弹簧的转子系统振动问题进行了理论分析与数字仿真研究.提出了一种新型的动静压挤压油膜阻尼器HSFD.在已知无轴向回油槽深油腔HSFD油膜力近似解的基础上以小孔节流为例对其油膜力的特性进行了分析进行了稳态特性和瞬态特性的讨论研究了HSFD对转子系统的控制作用.仿真表明HSFD明显改善了SFD系统中经常出现的双稳态现象并且具有很好的减振效果.