轴系振动是旋转机械运行中最常见的故障,严重的将会导致灾难性事故。因此,对轴系振动特性和响应进行分析十分重要。随着科学技术的发展,计算机仿真技术被广泛应用,它是对多学科知识的综合集成与应用,在安全性、方便性等方面有明显优势。仿真的实质是利用相似性原理进行模拟,因此,模型与真实事物愈相似,结果愈可靠。与一维和二维仿真相比,三维仿真更能全面真实地反应实际轴系结构与振动情况,具有重要的学术价值和工程应用意义。本学位论文以非线性通用有限元程序Msc.Marc为平台,研究了轴系的三维建模方法,对轴系中各零部件和各边界条件进行合理模化,建立高仿真度的多支承轴系的三维有限元模型,在此基础上进行轴系模态和响应分析,为更详细的三维有限元分析提供基础。通过经典Jeffcott转子模型,对Msc.Marc三维振动模态仿真和不平衡响应仿真方法进行理论验证,仿真计算结果与理论结果非常接近。以600MW汽轮发电机组轴系实验台为对象,进行模态和不平衡响应分析计算,并与实验结果进行比较,结果发现Msc.Marc三维仿真计算结果与实际实验数据结果吻合较好,证实了该仿真方法的有效性。在此基础上,以600MW汽轮发电机组轴系实验台和一个九跨长轴系为对象,研究了轴承位置变化对轴系振动模态的影响。结果表明轴承位置变化(如标高变化)对轴系弯曲振动自然频率和振型均有一定的影响,而且主要影响位置发生变化的轴承所支承的转子及其相邻转子;轴承位置变化对扭振影响较小;轴系中间轴承位置变化对轴系振动特性的影响大于两端轴承;轴承水平位置变化可能对长轴系振型造成较大影响,进而引起轴系振动情况恶化。