长期以来，水轮发电机组的激烈振动问题严重影响水电站的正常安全稳定工作。在高水头、大流量水流和强电磁场的共同作用下，其规律十分神秘，是一个至今仍未彻底解决的难题。在机组的实际运行过程中，机组主轴系统同时会受到电磁激励，惯性激励和水力激励等的联合作用，并且系统的机械振动参数，电磁参数和水力参数之间相互耦合。机组主轴系统不仅同时存在机电耦合关系，液固耦合关系，而且还存在机电液全局耦合关系。为了全面研究机组主轴系统的动态性能，有必要从全局耦合的角度，将机组主轴系统的机电耦合振动问题、液固耦合振动问题集成研究，建立统一的动态分析模型来研究机组主轴系统的全局耦合动态性能。本文的研究目的就是要从系统全局耦合的角度研究混流式水轮发电机组主轴系统的振动规律。主要内容包括：　　 应用有限单元法建立混流式水轮发电机组主轴系统非线性全局耦合动力学模型。首先，根据发电机转子存在振动偏心这种实际运行状态的机电耦合关系，引入发电机气隙磁场能量函数，并考虑发电机转子轴向振动对磁场的影响，建立发电机单元；其次，根据水轮机主轴的特点，建立水轮机主轴单元；然后，根据转轮与周围水体之间的液固耦合作用，建立水轮机转轮单元，并针对机组主轴系统转轮处存在横振、扭转和轴向振动的情形，推导混流式水轮机转轮内水力激励与机组主轴系统振动之间的耦合关系，揭示混流式水轮发电机组主轴系统的液固耦合振动特性；最后，在发电机单元、水轮机主轴单元和水轮机转轮单元的基础上，应用有限单元法建立混流式水轮发电机组主轴系统的非线性全局耦合动态方程。所建方程较好地体现了该系统动态性能与其电磁参数、结构参数和水力参数之间的关系，为进一步深入研究混流式水轮发电机组主轴系统的动力学特性与机组主轴系统电磁参数、结构参数及水力参数之间的内在联系奠定了基础。　　 利用多尺度法对混流式水轮发电机组主轴系统的参激振动和强迫振动的耦合机理及发生参、强联合共振条件进行深入研究。研究结果表明：混流式水轮发电机组主轴系统存在非线性电磁参数激励，惯性激励和水力激励；电磁参数激励是由发电机转子振动偏心和轴向振动时的气息磁场变化产生的，是系统产生参激振动的主要原因：在电磁参数激励、惯性激励和水力激励联合作用下系统将产生参激振动和强迫振动相耦合的现象。　　 利用多尺度法对混流式水轮发电机组主轴系统非线性动态方程进行求解，得到机组主轴系统非线性动态方程的一次近似解。并对一具体实例进行仿真计算，得到相应的仿真结果。通过将该仿真结果同试验结果进行对比发现两者基本吻合，说明本文的建模和计算是正确、可靠的。　　 采用多尺度法研究混流式水轮发电机组主轴系统在电磁激励、惯性激励和水力激励作用下的主共振、次谐共振、超谐共振、组合共振和多重共振的条件，分析系统在电磁激励作用下的主共振和次谐共振、在惯性激励作用下的超谐共振、在惯性激励和水力激励共同作用下的组合共振和在电磁激励、惯性激励和水力激励共同作用下的多重共振及其运动稳定性等问题。　　 以广西岩滩水电站为研究对象，研究机组主轴系统非线性振动对厂房结构振动的影响.揭示机组主轴系统非线性振动与厂房结构振动之间的关系。　　 以广西岩滩混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象，进行相关的试验研究，验证本文理论研究的正确性。