转子系统是各类机械的常见结构，在大功率高速旋转机械中，难免发生各种各样的故障。转子系统故障的非线性动力学研究作为现代转子动力学的新热点内容，它以转子故障的非线性为主要研究对象。研究问题主要是求解各种故障情况下的动态响应，研究故障转子的本质特征，辨识诊断故障；分析系统参数变化对系统响应形式的影响规律以及对系统响应稳定性的影响；研究稳态响应及其稳定性随系统参数变化的演化规律以及引起的分叉与混沌行为特性等等。目前耦合故障的研究正在成为热点，主要研究耦合故障转子的动态特性以及故障的耦合特性。由于工程实际对故障诊断技术的迫切要求，转子系统耦合故障的非线性动力学研究在深度和广度两方面都有了一定进展，受到了越来越多的重视。 本文主要以旋转机械的转子-轴承系统为研究对象，研究转子-轴承系统的故障机理及其特点。在现代非线性理论和转子动力学理论的指导下，重点对转子的油膜力问题及油膜力支撑下的转子碰摩、气流激振问题的故障机理、故障特征等内容进行了力所能及的工作，主要的工作表现在以下几个方面： (1)对轴承油膜力的非线性表达式进行了研究，建立了考虑润滑油粘性剪力作用的短轴承模型，在此基础上，利用直接数值积分方法和计算机仿真实验研究，分析了刚性Jeffcott转子在新油膜力模型下的稳定性，研究了该系统的分叉和混沌现象。绘制了转子响应的分叉图、Poincare截面图、时域波形图、相轨迹图、轴心轨迹图等。利用这些图示表现手段从不同侧面描述和揭示了转子系统的非线性动力学特性。 (2)建立了一个支撑在计及粘性剪力的油膜力模型上的四个质量、八个自由度的碰摩转子的动力学模型，该数学模型是由一分段线性刚度的碰摩力、非线性油膜力和气流激振力耦合而成的非线性系统。然后用数值仿真研究了参数对该系统响应的影响。 (3)对转子系统油膜故障和碰摩故障分别进行了实验研究，通过实验结果分析了两种故障的特征机理，并且验证了第二章和第三章中所用到的程序的正确性。 (4)用C++语言和Ansys工程软件分别编写了计算转子系统临界转速的程序，给出了具体算例证明了程序的正确性，并且用程序计算了实际工程算例。