在机械设备中,旋转机械是最为重要的一种,但是由于其高转速、高负载、工作环境恶劣等原因,常常发生诸如裂纹、碰摩等故障,对其安全、稳定、有效的运行造成巨大威胁。同时非线性油膜力会产生复杂的外激励,更加加剧了转子运行时的不稳定性。因此,本文对含裂纹双圆盘转子系统建立动力学模型,分析了在非线性油膜力和碰摩力作用下含裂纹转子系统的动力学特性,以期在改进转子设计参数方面提供一定的参考。首先,建立含裂纹和碰摩故障的双圆盘转子系统的动力学模型,利用牛顿第二运动定律列出系统的动力学微分方程,并且进行无量纲处理。通过编写四阶龙格库塔法的C语言程序对方程进行数值求解,运用分岔图、相图、庞加莱截面图、轴心轨迹图、时间历程图等分析含裂纹和碰摩故障的双圆盘转子系统的动力学特性。通过确立定子刚度kc、转子偏心量u1、阻尼系数c1、定子和转子之间的间隙δ、摩擦系数f等五个基础参数,讨论转子在不同参数条件下的周期运动、拟周期运动、混沌运动以及倍化分岔、逆倍化分岔、霍普分岔等各种动力学行为。通过分析,得出以下结论:定子刚度kc、转子偏心量u1、阻尼系数c1、定子和转子之间的间隙δ对系统的影响较大,摩擦系数f对系统的影响很小。同时,定子刚度kc越小,越有利于转子的稳定,总体上定子刚度应小于3.0X 107N/m;阻尼系数c1越大,系统混沌区域会推迟出现、减少、甚至消失,总体上阻尼系数应大于1600N·s/m;转子偏心量u1增大,会增加系统的动力学行为,并且会出现较多的混沌运动,总体上偏心量应小于0.03mm;定子和转子之间的间隙δ减小,会增加转子碰摩的机会,转子和定子会发生严重碰摩,故应该避免此类问题出现。其次,建立非线性油膜力作用下的含裂纹双圆盘转子系统的动力学模型,利用牛顿第二运动定律列出系统的动力学微分方程,并且进行无量纲处理。通过编写四阶龙格库塔法的C语言程序对方程进行数值求解,运用分岔图、相图、庞加莱截面图、轴心轨迹图、时间历程图等分析转子系统的动力学特性。通过确立定子刚度kc、偏心量u2、阻尼系数c2、轴承处的转子等效集中质量m1、裂纹转子的刚度变化量△k作为基准参数,研究转子系统参数对转子动力学行为的影响。通过分析,得出以下结论:在非线性油膜力作用时,需要转子高转速工作(大于2500(rad/s)),则选择的定子刚度应小于3.0X 107N/m、偏心量小于0.04mm、阻尼系数大于2500N·s/m。需要转子中转速工作(大于1000(rad/s)且小于2500(rad/s)),选择的定子刚度应小于1.0X107N/m、偏心量在0.06mm左右、阻尼系数大于4000N·s/m,轴承处转子等效集中质量大于6kg都可以使转子系统处于较为稳定的单周期运动状态。而在低转速工作(小于1000(rad/s)),或者转子启动时,小的偏心量和小的轴承处转子等效集中质量会使转子更加趋于稳定。而对于裂纹,是绝对需要极力去避免,特别是要将裂纹刚度比控制在0.3以下。