在复杂工况和装配方式下,转盘与转轴装配界面很容易发生松动故障。相对于非转动件松动,这种转动件松动故障表现出的振动特性要复杂得多,诊断也困难得多。盘轴松动耦合故障的振动特性又是现有的转动件松动故障研究领域中的一个难点,目前,仍没有涉及,还是一个空白。基于此,本论文在国家自然科学基金项目（No.52075236,51675258）资助下,以盘轴松动和偏心耦合故障为例展开深入研究,建立了单盘/双盘转子系统的盘轴松动-偏心耦合故障动力学模型。利用有限元方法对模型进行仿真求解,并用实验验证了仿真的正确性,取得了创新性成果。主要如下:1.当盘轴过盈配合时,由于过盈力不足易导致盘轴间易发生松动。针对此问题,建立了过盈力不足-偏心耦合故障转子系统动力学模型,利用有限元方法分析求解,分析系统的振动特性,讨论过盈量、转速对盘轴接触应力及应变能的影响,并用实验验证。仿真和实验结果表明:系统的波形图中出现拍振现象,频谱图包含转频成分及其高倍频成分,盘心轨迹存在明显的锯齿。当转轴转速一定时,随着过盈量的增加,盘轴接触应力和应变能增加,高倍频成分在减少,但幅值在增加。当过盈量一定时,随着转速的增加,盘轴接触应力和应变能减小,盘轴转速差稳定值增加,拍振现象随着转速的增加更加明显;频谱图中高倍频成分变化较明显。2.当盘轴松动加剧时,转盘与转轴间还易出现微间隙。针对此问题,利用有限元方法建立了盘轴微间隙-偏心耦合故障转子系统动力学模型,讨论间隙量、转速对盘轴接触应力、应变能和盘轴转速差的影响规律;对比了系统在不同影响因素下的振动特性,最后实验验证。结果表明:频谱图中同样包含转轴转动频率成分和高倍频成分,盘心轨迹图也存在一定的锯齿现象。当间隙量一定时,随着转速的增加,盘轴接触应力和应变能先减小后增加,盘轴转速差和振动幅值增加,频谱图中高倍频成分数量在逐渐减少。当转速一定时,随着间隙量的增加,盘轴接触应力和应变能稳定值减小,波形图幅值和频谱图中高倍频成分增加,盘轴转速差也增加,盘心轨迹向空心环方向变化。3.工程实际中,转子系统通常以多盘情况出现。基于此,建立了过盈力不足-偏心耦合故障双盘转子系统动力学模型,讨论了过盈量、转速对盘轴接触应力、应变能、盘轴转速差和系统振动特性的影响,并结合实验进行对比分析。结果表明:波形图形状具有一定的周期性,盘心轨迹呈现椭圆形状,频谱图中包含转轴转动频率成分和高倍频成分,其中转轴转动频率的幅值最大。当转速一定时,随过盈量的增加,盘轴接触应力和应变能增加,振动幅值和盘轴转速差减小;当过盈量一定时,随着转速的增加,盘轴接触应力、应变能增加;盘轴转速差初始值也增加,盘心轨迹变得更具规律性。与单盘松动的故障模型比较,波形图变化较规律,盘心轨迹发生混乱变化,不再是标准的椭圆形状。4.在第三章的基础上,考虑多盘转子系统,建立了盘轴微间隙-偏心耦合故障双盘转子系统动力学模型,利用有限元方法对模型进行分析求解,讨论间隙量、转速对盘轴转速差、应变能、盘轴转速差和振动特性的影响,并用实验验证。结果表明:波形图形状同样具有一定的周期性,频谱图中包含转轴转动频率成分和高倍频成分,盘心轨迹为椭圆形状。当转速一定时,随间隙量的增加,盘轴接触应力、应变能减小,盘轴转速差增加,振动幅值发生轻微减小,频谱图中各成分幅值也减小。盘心轨迹椭圆形状的空心环逐渐消失,而幅值逐渐增加。当间隙量一定时,随转速的增加,盘轴接触应力、应变能和盘轴转速差初始值增加,振动幅值也逐渐增加,频谱图中各成分幅值在逐渐减小,频率幅值随频率值增加而减小;盘心轨迹幅值逐渐增加。与单盘松动的故障模型比较,波形图变化具有规律性,盘心轨迹形状发生变化,不再是规则的椭圆形状。