大型屏蔽电机主泵是我国当前大力发展的第三代先进压水堆核电站AP1000的关键核心设备。作为核岛内不间断动力源，屏蔽电机主泵驱动反应堆冷却剂在反应堆一回路内循环，要求在60年超长使役时间内，能经受各种极端工况考验，安全可靠运行。转子系统作为屏蔽电机主泵的关键核心部件,其动力学特性直接关系着屏蔽电机主泵的工作效率、可靠性和寿命。　　屏蔽电机主泵转子系统采用立式布置，转子浸没在定、转子屏蔽套间的狭长间隙流动中，并安装有两个大转动惯量的飞轮。已有研究表明：飞轮产生明显的陀螺效应，间隙环流引起流体激振，立式转子系统容易产生液膜涡动失稳。屏蔽电机转子系统的上述设计特点将引起转子临界转速下降，导致转子振动过大，甚至转子失稳，对屏蔽电机主泵的安全可靠运行造成潜在威胁。因此，屏蔽电机主泵转子系统的动力学安全性引起国内外高度关注。　　屏蔽电机主泵转子系统受到多种非线性激励作用，为复杂的非线性动力学系统。多种激励下转子系统的非线性动力学问题为转子动力学领域公认的难点。由于AP1000关键技术的严格保密，目前国内外对屏蔽电机主泵转子系统动力学特性的认识还很缺乏。屏蔽电机主泵转子系统的动力学安全评估已成为核科学与工程领域的重点和难点工作。本文围绕屏蔽电机主泵转子系统的动力学安全评估展开工作，通过对屏蔽电机主泵转子系统动力学特性的研究，将掌握屏蔽电机主泵转子系统的建模及动力学分析方法，获得屏蔽电机主泵转子系统的动力学响应规律及状态判断方法，最终为屏蔽电机主泵转子系统的性能预测和安全评估提供理论依据和技术手段。　　本文研究工作受到国家重点基础研究发展计划（973计划）项目《核主泵制造的关键科学问题》（2009CB724300）的资助。根据课题研究目标要求，本文主要开展以下研究工作：　　1）基于ANSYS建立了屏蔽电机主泵转子系统的分布参数模型；利用ANSYS的APDL语言进行二次开发，生成了包含陀螺效应的转子系统稳态动力学分析程序，研究了陀螺效应对屏蔽电机主泵转子系统临界转速及振型和质量不平衡响应的影响，评估了屏蔽电机主泵转子系统在稳态情况下的动力学安全性。　　2）基于湍流整体流动模型和摄动分析，获得了间隙环流的摄动方程；通过对摄动方程的推导求解，建立了屏蔽电机主泵内间隙环流的动力学模型，研究了转速、转子偏心和定、转子壁面摩擦效应对间隙环流动力学特性的影响；通过低雷诺数法的 CFD数值计算，验证了湍流整体流动模型和间隙环流动力学模型的有效性。　　3）建立了屏蔽电机主泵转子系统的集总参数模型；考虑轴承和间隙环流的非线性激励，采用Riccati传递矩阵法和Newmark-β数值积分法相结合，建立了屏蔽电机主泵转子系统的非线性瞬态动力学计算程序；通过非线性数值方法研究了屏蔽电机主泵转子系统在轴承和间隙环流激励下的非线性动力学响应规律和失稳规律，提出了改进屏蔽电机主泵转子系统稳定性的设计要求。　　4）针对目前转子系统中Lyapunov指数计算方法在重构相空间和计算效率方面的缺点，提出了一种改进算法；通过实例转子系统的数值计算和实验分析验证了本文改进算法的计算精度；讨论了嵌入维数、重构延迟和时间序列长度对本文改进算法计算精度的影响。本文改进算法可用于快速准确判断屏蔽电机主泵转子系统的运动状态。