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在考虑支承滚动轴承内部间隙、轴承非线性Hertz接触刚度及转子不平衡量的基础上，建立了水下涡轮机刚性水平转子系统的动力学模型；采用变步长的Rouge--Kutta—Felhberg方法对系统动力学模型进行了数值仿真，基于混沌与分岔理论分析了系统的非线性振动；研究表明，转速较低时，系统的响应以VC周期振动为主；提高转速，系统在旋转频率、VC频率的组合激励下，表现出拟周期振动；继续提高转速时，系统经历阵发性分岔进入混沌状态；研究结论对水下涡轮机系统设计具有重要意义。