随着旋转机械向大型化方向发展,转子高速运转时轴系各截面受力状态越来越复杂,测试转轴受力状态并在此基础上开展轴系动平衡试验和强度分析,对于机组安全运行的重要性也越来越大。首先分析了基于应变的轴系弯矩测试原理。研究表明,外力作用下转轴截面弯矩会发生变化,根据所测截面弯矩分布可以识别外力。在此基础上,建立了基于应变的轴系力识别模型,包括不平衡力和截面剪力。在与转轴同步旋转的旋转坐标系下,不平衡力是一个静态力,由其引起的应变值变化也是个静态量。为了提高现有方法的识别精度,可以将静态坐标系下外力识别方法推广应用于旋转坐标系下不平衡力识别。通过在正交方向上多个截面处布置应变片,建立了不平衡力识别模型。在转子试验台上开展了试验研究,检测出了单轮盘、多轮盘上的不平衡力,验证了本方法的可行性和准确性。针对测试模型和试验结果,分析了本方法的误差及其减小措施。建立了基于应变的弹性联轴器剪力识别模型,在试验台上开展了不同工况下实验台轴系弹性联轴器受力测试分析,研究了不同工况下弹性联轴器剪力变化情况,分析了测试模型和试验误差。研究表明,弹性联轴器剪力为轴系重力与动态剪力的叠加。大幅摇摆工况下弹性联轴器的剪力动态变化信号主要包括与转动频率相对应的一倍频、二倍频和与摇摆相对应的低频分量。动态剪力幅值随转速增大而增大；低频幅值分量随摇摆角度增大而增大；联轴器不对中使得信号包含大幅二倍频分量；联轴器弹性支撑条件下的幅值特性比刚性支撑条件下大。