航空发动机是飞机的动力装置,随着发动机技术和性能不断提高,结构越来越复杂,工作环境越来越恶劣,很容易出现旋转失速和喘振故障,严重威胁飞行安全。因此,本文针对航空发动机的旋转失速和喘振故障,着重分析和研究各种影响因子的作用范围、故障特征的提取、气动激励对转子系统振动稳定性的影响。本文在采用集总参数法建立压气机喘振模型的基础上,分别对节流参数、B参数、转速以及时滞参数等影响因子进行计算分析,根据其作用范围提取其临界参数;并利用稳定性和分岔理论精确计算了临界B参数,提出了利用全状态crB曲面计算喘振边界、进行喘振预警、监控系统喘振的新方法。本文在喘振模型的基础上利用高阶离散化的方法建立的压气机旋转失速模型分析了旋转失速响应特征;并根据旋转失速后的流场分布特征,推导了失速径向力和切向力的表达式,建立了压气机截面上旋转失速气流激振力模型;通过模型稳定性分析计算,得到了旋转失速临界进气角以及临界流量系数,研究成果可作为旋转失速的边界为预防失速故障提供参考。在旋转失速故障研究的基础上,本文运用牛顿运动定理和转子动力学,针对某型航空发动机的转子系统结构特征,分别建立了单转子系统和双转子系统(机匣耦合)动力学模型,分析了旋转失速发生后转子的振动影响。通过计算发现,旋转失速会激起压气机转子强烈的低频非线性振动;且高、低压压气机不同部位发生旋转失速会激起转子和机匣不同的振动响应特征。研究成果可为航空发动机设计和振动监测提供技术支持。