燃气轮机及其联合循环是多个学科核心技术的集成,现代燃气轮机的发电技术已经进入了迅猛发展的阶段。拉杆转子是整个燃气轮机系统的核心结构,因此,对其进行失谐状态下的力学特性研究对燃气轮机的安全运行有着重大的意义。从结构上分析,拉杆转子是一个存在大量结合面的非线性结构,这使得后续的动力学分析变得更加复杂。本文运用理论分析和试验研究的方法,对拉失谐状态下杆转子的动力学特性进行了研究。一般来说,预紧力的大小和界面的属性是影响结合面接触刚度的主要因素。本文基于分形接触理论考虑了拉杆转子在预紧力变化的情况下其结合面刚度的改变。利用虚拟材料法对结合面接触刚度进行等效,通过改变虚拟材料的弹性模量、泊松比、密度等参数特性来模拟结合面之间的接触刚度。以拉杆转子为研究对象,建立了考虑结合面接触刚度的失谐拉杆转子模型。利用有限元软件分析了拉杆预紧力失谐、失谐拉杆数量变化以及失谐拉杆位置变化等失谐因素对拉杆转子整体固有频率的影响。同时设计搭建了相应的试验平台,测量了拉杆转子固有频率变化的规律,验证了模型的有效性。研究结果表明:拉杆转子的一阶固有频率始终小于整体拉杆转子;在拉杆转子预紧力失谐量大小相同的情况下,拉杆失谐数量越多,拉杆转子的一阶固有频率越小;当失谐因素导致拉杆转子失去周向对称结构时,拉杆转子在水平和竖直方向上弯曲振动的固有频率大小不相等。最后利用有限元对谐调状态和一根拉杆发生失谐这两种情况下的拉杆转子进行了谐响应分析,分析发现转子在其一阶固有频率处出现共振峰值。