对于某些转子设备如纺纱锭子、汽轮机组等,其长径比大,且转速高于系统临界转速,属于典型的大长径比柔性转子。高转速下,轻微偏心便会导致转子剧烈振动。因而,设备装机前常需经过严格的动平衡。但在长期运转过程中,设备的负载变化以及变形、腐蚀等情况又会造成转子新的随机不平衡。本文研究大长径比柔性转子球体动平衡技术,主要分为弹支-刚性轴转子和柔性转子。在高于转子临界转速的情况下,平衡器中自由移动的球体会在离心力的作用下自动向转子偏心相对一侧移动,从而大大减小或完全抵消转子不平衡影响。首先,针对弹支-刚性轴转子,运用Lagrange方程分别给出各部件的动力学描述,建立转子支承作用力和球体所受阻尼力模型,进而将各部件的动力学描述进行组装得到系统振动模型。基于空间力系平衡关系,推导了双圆盘转子幅频与相频曲线方程,指出了其自身的“自动定心”现象,分析了其球体动平衡驱动力的来源;对于单盘转子,研究了转子轴线运动规律,分析了球体动平衡抑振机理。其次,为讨论转子系统稳定性与动态响应,采用旋转坐标变换将上述弹支-刚性轴转子振动模型转为自治系统,讨论平衡解约束方程及构成情况;根据分岔理论,利用分岔软件AUTO分析其稳定性,得到稳定区间分布情况,进而讨论了主要参数对系统稳定性的影响;通过数值仿真初步验证分岔结果的正确性;当偏心质量处于转子不同相位时,研究了有无球体平衡器两种情况下,转子系统的稳态响应和瞬态响应;进而引入滚动阻力,讨论了平衡球不同初始位置和不同转速情况下,滚动阻力对转子系统动态响应的影响。再次,针对柔性转子球体动平衡问题,基于有限元法,应用Timoshenko梁理论建立了轴段单元的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵与陀螺矩阵,并与其余刚性部件模型进行耦合,建立了带球体平衡器的柔性转子刚柔耦合模型;引入?隐式迭代算法求解,通过数值仿真,研究了其球体平衡器的振动抑制特性。最后,为验证论文理论分析的结论,搭建了带有双球体平衡器的弹支-刚性轴转子实验台,利用高速相机进行观测,研究了不同转速和不同偏心质量相位情况下平衡球的运动轨迹和稳态位置。