燃气轮机因结构紧凑、运行平稳及热效率高等优势,成为航海、航空及电力等领域的核心动力装备。由于技术基础薄弱和发达国家在关键技术上的严密封锁,我国燃气轮机技术仍处于相对落后水平,是制约工业发展的瓶颈问题之一。磁悬浮轴承系统具有无摩擦磨损提高发动机转速与寿命等优势,该技术被列为21世纪先进燃气轮机的关键高新技术之一。磁悬浮轴承-叶片-鼓筒转子系统是新型燃气轮机的核心部件,为满足高超动力性能的需要,先进燃气轮机转子系统经常处于启动、加减速及停车等热循环过程中,受到高温热交变载荷的作用,这将导致转子系统发生热变形,并且运转过程中产生热弹耦合振动。为了减少因工作介质泄漏造成的性能损失,叶片与外部机匣之间的间隙很小,但当间隙过小时,热致振动极易引发叶片与机匣的碰摩故障,探究高温热交变下磁悬浮轴承-叶片-鼓筒转子系统碰摩激振特性,可为有效解决此类碰摩问题提供理论依据。首先,建立了高温热交变下多级叶片-鼓筒转子碰摩动力学模型,联合实验、数值和解析方法,提出了一种多级碰摩叶片-鼓筒转子系统热弹性动力学半解析分析方法:根据排气口温度的试验结果,对鼓筒转子周围空气流场进行瞬态热分析,提取热边界条件用于热弹耦合动力学分析。上述模型与求解方法为本文后续分析提供理论基础。其次,基于燃气轮机高温热交变载荷特点,在不同高温热交变工况下（高温环境、升温、升温波动及降温）叶片-鼓筒转子的激振响应进行半解析求解和分析。结果表明高温环境会导致叶片与机匣之间的碰摩故障;排气温度的突然升高会导致阵发性振动,从而引发碰摩冲击;小的升温波动影响很小,当波动增加到一定程度时会导致碰摩故障;适当的降低排气温度可以避免冲击振动,消除由热变形引起的碰摩现象。上述结果在紧固支承和磁悬浮支承下是一致的,高温热交变下叶片-鼓筒转子系统动力学特性与支承形式无关。再次,分析了磁悬浮支承对转子系统叶片碰摩动力学特性的影响,通过实验验证了建模方法的准确性。讨论了转子参数和磁悬浮轴承参数对振动响应的影响,通过半解析求解发现转子转速越高,轴的柔性变形越大而不可忽略;提高系统阻尼有利于减少叶片碰摩的发生。上述研究结果为下面建立高温热交变下磁悬浮转子系统模型提供了方法和模型支撑。最后,将磁悬浮轴承应用于高温热交变下多级叶片-鼓筒转子碰摩动力学模型,对多种高温热交变载荷下的振动响应进行半解析求解,对比了紧固支承与磁悬浮轴承支承下的碰摩激振响应,结果表明两端紧固支承的转轴在两端变形较小,但是中间变形较大;而磁悬浮轴承支承的鼓筒轴的热致变形沿鼓筒轴向更为均匀,使得转子的热变形不易集中于中间部位,同等条件下磁悬浮转子较紧固轴承转子更不易发生碰摩故障。磁悬浮轴承可对振动响应进行优化控制,合理的控制机制可以避免热致碰摩的发生。