旋转机械在航空、船舶、电力等工业领域应用广泛,轴承转子系统作为其中的关键部件,在各大工业领域发挥着重要作用。随着经济发展需求的增长以及科学技术的进步,旋转机械向着高速化、轻量化、高柔性化和大载荷的方向发展,在显著提高了生产设备的生产力的同时,也伴随了许多重大的非线性问题,导致了许多重大安全事故。在此背景下,本文针对具有松动故障的滑动轴承转子系统,运用系统非线性测度方法对系统非线性动力学行为复杂程度进行了量化分析,并以此为目标函数对系统结构参数进行了优化。本文研究内容主要分为以下几个方面:(1)考虑滑动轴承油膜力与松动故障的非线性,建立转子系统非线性动力学模型。通过搭建转子系统振动实验台,对所建立的动力学模型进行实验验证;运用数值仿真方法从不同角度分析转子转速、偏心量、润滑油黏度和轴承间隙对转子系统动力学行为的影响;通过对部分关键特征点响应进行分析,深度刻画转子系统结构参数对其动力学特性的影响规律。(2)针对传统非线性问题分析方法的局限性,利用系统非线性测度理论对转子系统非线性动力学行为复杂程度进行量化研究;以泰勒展开非线性油膜力和弹性力的方式取得线性近似模型作为非线性测度所要求的比较标准;通过非线性测度定义计算不同参数下的系统非线性测度值,建立系统结构参数和非线性测度的映射关系,量化分析转子系统结构参数对系统响应非线性程度的影响规律。(3)基于改进的粒子群算法,以转子系统非线性测度为目标函数对轴承参数进行优化;根据对穷举法优化结果与粒子群优化结果进行对比,推断出该方法具有收敛速度快、全局搜索性能强的优势;通过对优化结果进行重仿真分析,发现参数优化后的转子系统响应周期性强,动力学行为简单,验证了方法的有效性。