大推力液体火箭发动机是我国非常重要的战略装备,其部件涡轮泵作为发动机的重要组成部分,工作环境十分恶劣,极端的工作环境使得涡轮泵具有极高的故障率,随着我国对大推力液体火箭发动机的开发,过去困扰涡轮泵的转子失稳问题将更加突出,超高转速使得转子动平衡成为了新的难点。本文针对某型号氢涡轮泵转子的动力学特性仿真分析以及试验台设计等相关问题,做了如下工作:(1)根据某型号氢涡轮泵转子结构研究了考虑叶轮过盈装配、螺纹预紧和转子轴套附加刚度的转子轴系建模方法,采用叶轮轮毂厚度不变,减小其余轴套以及轴承内圈厚度的方法模拟转子轴套和轴承内圈接触面的存在对转子整体刚度的减弱作用。建立氢涡轮泵动力学计算模型,并对其动力学特性进行了全面计算分析,包括临界转速和振型、不平衡响应分析和转子稳定性分析等,为氢涡轮泵转子高速动平衡提供了理论基础。(2)基于ANSYS workbench平台,采用CFD方法对氢涡轮泵转子各密封间隙处(包括气流间隙和液流间隙)动力学特性进行分析,得到了密封的泄露特性以及动态特性参数,拟合得到了不同密封位置的刚度阻尼系数,研究了密封动态特性参数对氢涡轮泵转子动力学特性以及转子高速动平衡的影响。(3)针对氢涡轮泵转子动力学特性研究以及高速动平衡试验要求设计高速转子动力学试验台,可实现氢涡轮泵转子全运行转速下的动力学特性研究以及转子高速动平衡。为进行氢涡轮泵转子高速动平衡试验,提出了转子高速动平衡方案,并基于结合加权最小二乘法的影响系数法对氢涡轮泵转子模型进行了虚拟动平衡,验证了方案的可行性。同时提出了一种无键相动平衡方法可应用于氢涡轮泵转子高速动平衡方法研究,为转子动平衡提供了新的方向。