旋转机械在国民经济各部门中发挥着非常重要的作用。随着对旋转机械更高转速、更高效率的追求,其核心部分转子系统的工作环境越来越严峻,因此,转子故障时常发生。这就需要对故障转子的动力学特性、振动特征以及诊断技术进行深入研究,以期为工程设计和故障诊断提供充分的指导。本文采用有限元方法,进行故障转子动力学特性与故障诊断技术研究,主要研究内容如下：1.对滑动轴承—转子系统动力特性进行研究,分析系统参数对其动力特性的影响。结果表明：偏心量、润滑油动力粘度、轴承长径比以及轴承间隙对系统均有较大影响；提高润滑油动力粘度和减小滑动轴承间隙可提高系统稳定性。2.建立考虑弹性静子的碰摩系统动力学模型,研究弹性静子与非弹性静子碰摩的异同。结果表明：静子质量越大、碰摩刚度越大,转静耦合作用越明显。当静子质量远大于转子质量时,转静碰摩可简化为非弹性静子状态；若静子质量与转子质量相近,在研究转静碰摩时必须考虑两者之间的耦合作用。3.对裂纹转子系统动力特性进行研究,分析系统参数对其动力特性的影响。结果表明：裂纹在转轴中心或在低转速、小偏心量的情况下,更容易被识别,裂纹的产生对系统失稳转速和失稳类型影响不大。4.对碰摩、裂纹转子进行故障诊断研究,提出将时域波形、FFT频谱图及Hilbert-Huang时频谱应用于转子故障诊断中。系统地研究裂纹转子、碰摩转子以及两故障耦合转子在不同转速下的振动特征,得出：裂纹转子在临界转速的1/5、1/3和1/2运行时,频谱图中会出现明显的5X、3X和2X谐波共振；Hilbert-Huang时频谱能更准确有效地辨别碰摩,甚至是频谱分析无法诊断的轻微碰摩。5.对故障转子进行实验研究,实验结果很好地验证了数值方法得出的结论,并为转子的故障诊断提供参考依据。6.对高速离心压气机实验中出现的转静碰摩故障进行分析,找出故障原因,并提出改进方案；改进后,实验件顺利推到全转速运行,成功验证故障分析及改进方案的合理性。