旋转机械是电力、石油、化工、冶金等行业中的关键设备,作为旋转机械核心部件的转子系统,其安全、可靠、稳定运行至关重要,它直接影响旋转机械的性能。旋转机械在运行过程中由于负载的变化,会使转子系统受到扭矩激励作用。扭矩激励使转子系统的动力学特性与摩擦学特性发生变化,研究扭矩激励下转子系统的动力学特性与摩擦学特性对转子系统的设计制造、在线监测及故障诊断具有重要意义。论文首先研究扭矩激励下转子系统的弯曲振动和轴承载荷的关系。针对某一单跨转子试验台,建立其数学模型,将转子系统定常扭矩激励前后的轴承载荷代入该模型,仿真得到转轴中心的弯曲振动信号。通过与试验所测得的振动信号进行对比,进一步验证定常扭矩激励下转子系统弯曲振动和轴承载荷的对应关系。利用动力学软件ADAMS分析定常扭矩激励对刚性体转子和弹性体转子动力学行为的影响,分别建立刚性体转子模型和弹性体转子模型并进行动力学仿真。通过对仿真结果的对比分析,探究转轴的弹性对定常扭矩激励下转轴弯曲振动变化的影响。通过ADAMS与MATLAB联合仿真对定常扭矩激励下转子系统进行了动力学与摩擦学耦合分析,耦合分析结果表明转子受到定常扭矩激励后转轴振动位移幅值变小,平衡位置向下偏移,轴心轨迹收缩,偏心率增大,油膜压力增大,轴承载荷增大,与转子试验台受到定常扭矩激励后的试验现象相符。对比动力学仿真与耦合仿真结果,发现定常扭矩激励下转子系统动力学行为与摩擦学行为彼此间相互影响,相互促进,存在着强耦合作用。设计了转子试验台,在该试验台上可以进行不同类型、不同数值扭矩加载试验以及故障模拟,该试验台安装了多种传感器,可以用来监测不同工况下转子系统动力学状态。另外,该试验台可以方便地进行油液取样,为通过铁谱技术研究不同工况对转子系统摩擦磨损的影响提供了条件。