高温、高压、流固耦合是航空发动机机组典型的运行环境。复杂的运行环境将使机组产生变形，改变部件自身与部件之间的结构尺寸，值得人们关注。比如温度非均匀分布产生的温度内力将使主轴产生热膨胀轴向窜动，严重时会引发转/静件轴向接触与摩擦，是影响发动机性能并滋生故障的主要因素之一，尤其对主转子振动特性的影响，更是转子动力学领域值得探究的重要课题，相关问题有待进一步研究与解决。本文以航空发动机整机主转子结构及其运行时复杂的温度环境为研究背景，针对复杂温度环境中的转子系统的结构特点与时变特性，研究了由于转子与静子热膨胀系数不一致以及非均匀温度分布的影响所导致的转轴上转盘所在处的轴向热膨胀窜动，转/静件轴向间隙的改变，转/静件盘面轴向接触与摩擦，以及由此产生的弯曲振动与轴向/径向复合碰摩等相关动力学问题。通过理论建模、数值计算与动力学特征分析相结合的方法对复杂温度环境下的转子系统进行深入的研究，其主要研究内容与成果如下：(1)针对航空发动机等旋转机械主转子系统的结构非对称性以及其运行环境温度的复杂多变性，建立转子主轴在非均匀温度场中基于温度内力作用的窜动分析模型。对非均匀温度场以及温度时变性的影响进行量化，基于转轴在连续温度场及离散温度场中的变形特征，分别推导了温度内力影响下的转轴上指定点处的轴向热膨胀窜动解析式。采用二次加速升温与温度场依Gauss分布假设对系统的升温时间段与稳定时间段进行仿真计算，并比较分析了连续温度场与离散温度场中的窜动变化规律，最终验证了两解析式的等效关系。通过分析相关物理量的变化规律得出转子主轴在复杂温度环境下温度内力与转轴变形的关系，并验证模型的正确性、可行性与关联性。(2)以发动机转子高温运行环境为研究背景，结合已有的碰摩转子动力学模型，采用集中质量法建立了单盘转子-轴承动力学模型，该模型考虑了转/静件轴向挤压引发的面摩擦作用。随后从转子系统转/静碰摩产生机理出发，基于Hertz接触理论建立了转/静件间的环带面接触摩擦力模型，用以描述轴向窜动引发的环带面接触与摩擦过程，并将该面摩擦作用引入到转子系统中，分析了其影响。通过结构动力学理论全面分析了不同转/静摩擦条件下单盘转子系统的动态特性，阐明了新模型对于研究分析转子摩擦故障的可行性和可靠性。(3)建立考虑非线性因素的单盘转子-轴承动力学模型，以线性项与立方项之和来描述轴承支承以及转轴弯曲引起的物理非线性。将转子主轴在非均匀温度场中由于温度内力影响下的窜动以及转/静件环带面摩擦力引入到模型中，运用转子动力学与非线性分析方法研究了轴向窜动引发的转/静盘面全周摩擦力对转子系统响应的影响，以及与径向碰摩的耦合作用。通过数值计算与分析，说明了轴向摩擦将改变整体系统的运动能量，使之最终表现为振动响应幅值与非线性动力学行为的改变。(4)采用集中质量法将主转子结构近似为双盘转子-轴承系统，并根据柔度影响系数法与D’Alembert原理相结合的方法建立了8自由度双盘转子-轴承系统的弯曲振动动力学方程。通过热膨胀与变形相容问题将温度内力对转/静件轴向间隙变化的影响进行量化，推导了以三温度段近似的温度环境中两转盘所在处的轴向窜动表达式，并证实轴向窜动将改变双盘转子系统的结构，使其固有频率与弯曲刚度均受到影响。将窜动引发的面摩擦力引入到模型中，研究了不同转盘处产生不同程度摩擦时对双盘转子-轴承系统振动的影响。(5)针对双盘转子-轴承系统动力学模型，运用Lagrange方法建立了该模型在不平衡激振力以及热膨胀变形影响下的弯扭耦合动力学方程。重点分析了扭转振动特性，以及扭转振动受转盘处热膨胀窜动与面接触摩擦的影响。验证了转轴轴向热变形产生的窜动与盘面接触摩擦是导致转子轴系产生扭转振动的关键因素之一。