现代工业中,汽轮机、发电机、电动机以气体压缩机等都是典型的旋转机械,都以转子作为工作主体。早期旋转机械的工作转速较低,工作转速通常低于最小临界转速,这类转子可视为刚体,随着工作效率和推重比的提高,转子越来越往高速和细长的方向发展,此时无论是转子还是叶片都应视为挠性部件。因此,在研究高转速下带叶片转子系统的动力特性时,不能割裂叶片和转子系统之间的相互作用,而应该建立能够精确描述叶片对转子动力特性影响的模型。本文主要针对带叶片单盘转子系统建立叶片—轮盘转子系统动力学模型,研究叶片尺寸参数变化对临界转速的影响规律,进而为叶片—轮盘转子系统简化建模方法提供理论依据。针对带叶片单盘转子系统,本文主要做了以下研究工作:(1)基于经典Jeffcott转子理论模型,将转子涡动时叶片与轮盘之间的相互作用考虑在内。首先,将叶片等效为质点,建立带叶片转子4自由度模型,分析了叶片质量及转动惯量对临界转速的影响;其次,引入叶片两个方向自由度,建立考虑叶片与轮盘之间偏摆角的6自由度模型,分析了叶片相对轮盘的偏摆对转子临界转速的影响。(2)基于拉格朗日能量法,建立叶片—轮盘转子耦合系统的动力学模型。将每个叶片分别等效为质量集中在叶片顶端的单摆,建立带n个叶片转子的4+2n自由度模型。将模型运动微分方程沿叶片各节径运动解耦,最后获得只与转子横向运动耦合的叶片1-节径运动方程,并求解转子临界转速数值解。通过与转子三维实体模型有限元解的对比,验证该方法求解的高效性和准确性。(3)应用ANSYS有限元分析平台,建立带有不同尺寸叶片的单盘转子模型,研究叶片长度、宽度、长宽比以及叶盘刚度比等参数对转子系统临界转速的影响规律,并分析了轮盘安装位置对计算结果的影响。(4)基于叶盘转子理论模型和三维实体模型的有限元仿真结果,根据叶片尺寸参数对临界转速的影响规律,建立不同的等效原则,得到带叶片转子系统的简化模型。通过与三维模型临界转速计算的对比验证建模方法的高效性和准确性,得到少叶片简化法是最优方法的结论。