随着大型汽轮机功率和参数的提高，机组低压缸末级叶片的长度也在逐步增加，在这种情况下如果仍旧基于叶栅是刚性体的假设来分析计算带长叶栅汽轮机组轴系的扭振特性将会导致明显的分析误差，这样的简化假设也难以应用于分析长叶栅机械阻尼效应及气动阻力对轴系扭振的影响研究。　　本文从结构分析中的模态质量和有效质量概念入手，提出了汽轮机长叶栅有效惯量的概念，并推导了利用动能、频率和支反力等参数计算有效惯量的公式，然后结合有限元技术提出了一种通过简化叶栅-盘-轴模型的模态分析获得特定叶栅结构有效惯量的计算方法，利用该方法获得了任意结构长叶栅的有效惯量随扭振频率变化的一般规律及其影响因素。最后在前述研究成果的基础上，总结了一种利用有效惯量值替代长叶栅实体模型的扭振模态分析方法。对比分析表明，该方法既可用于传统轴系扭振分析分支系统模型，提高分支系统扭振分析的精确度；也可应用于轴系扭振分析的有限元方法，可在保证有限元分析精度的前提下降低全尺寸非线性有限元模型计算的复杂度和资源消耗量。　　本论文对基于有效惯量概念的带长叶栅结构轴系扭振分析方法进行了深入的研究，该方法在一定程度上解决了分支系统难以模化弯扭单叶片的形状和考虑叶片间阻尼的问题，该方法也可以在一定程度上解决全尺寸有限元模型计算资源消耗大的问题，在保证计算精度的前提下，为降低模型复杂度和资源消耗提供了新的解决思路。