现代航空发动机通过减小转静间隙来追求高推重比的同时,大大加剧了转子叶片与静子机匣间的碰撞摩擦事故发生。随着航空事业的发展,对航空发动机的结构完整性和可靠性的要求也越来越高,这就需要深入认识转静碰摩故障的振动特性,为有效地排除和预防碰摩故障提供理论依据。基于此,本文进行了如下研究工作:(1)针对航空发动机转子系统,建立了含转子碰摩故障的单/双转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型。在模型中,考虑了由转静碰摩所导致的机匣运动,滚动轴承外圈与轴承座之间的弹性支承和挤压油膜阻尼,同时,充分考虑了滚动轴承间隙、滚动轴承滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(Varying compliance)振动。在双转子模型中还考虑了高压转子和低压转子的耦合振动。最后,运用四阶龙格库塔法获取了系统响应,并验证了模型的正确性。(2)针对单转子系统,利用时域波形图、轴心轨迹图、频谱图、Poincaré图、分岔图等方法,讨论了转速对系统非线性的影响。利用频谱图和三维瀑布图分析了含碰摩故障的单转子系统频谱响应,比较了发生碰摩与不发生碰摩故障的频率响应的差异,发现了单转子碰摩故障诊断的故障特征频率;最后,利用航空发动机转子实验器进行了碰摩故障实验,并将实验结果与仿真结果进行了比较,结果取得了很好的一致性。(3)在双转子模型中,不仅对滚动轴承进行了较为详细的建模,而且考虑了高低压转子通过中介轴承的耦合作用。根据双转子系统的仿真结果,首先,分析了不同转速比时,系统随碰摩刚度变化的非线性响应规律。然后,分析了双转子系统碰摩与不碰摩时频率响应的差异性,并为双转子的碰摩故障诊断提供了故障特征频率。最后,分析了转速对双转子系统的拍振响应和振信号强度的影响,并利用双转子实验器验证了双转子系统的拍振响应规律。(4)研究了支持向量机分类器算法,利用遗传算法实现了SVM模型参数的自动选取。并将SVM运用与转子碰摩故障诊断。对于单转子系统,首先利用转子-滚动轴承-机匣动力学模型仿真出大量的碰摩故障样本对支持向量机进行训练,然后利用训练好的SVM模型,对碰摩故障实验样本进行诊断,结果达到了较高的识别率。