随着工业技术的发展和科技的进步,转子系统在国民经济中发挥着十分重要的作用。由于近年来转子运转速度提升以及精度要求提高,各组件结构之间的耦合动态特性也成为影响旋转结构可靠性的一个重要因素。如何预估转子的耦合振动特性避免事故发生是影响涡轮发动机安全可靠性的关键。针对上述问题,本文对较低转速涡轮转子的耦合振动特性开展了研究工作:在考虑转子中轴扭转变形、叶片侧向弯曲变形、覆环弯扭变形的影响下,基于假设模态法将扭转轴-刚性盘-叶片附加覆环转子各子结构能量式离散化,应用拉格朗日定理推导带覆环转子的运动方程,利用MATLAB软件得到带覆环转子的固有频率和振型,定义了两种新的耦合振动模态:轴-叶片-覆环(SBR)模态、叶片-覆环(BR)模态。基于转子有限元模态分析理论基础,对刚性盘无覆环转子和叶片附加覆环转子建立其有限元模型,利用ANSYS Workbench软件分别对转子进行建模与模态分析,得到转子的固有频率和振型,轴仅考虑了其扭转变形。将有无覆环转子耦合振动模态进行对比,覆环会影响单个刚性盘转子的耦合振动,不仅改变了其耦合模态,同时改变了模态阶数。针对刚性单盘带覆环转子,经过对比假设模态法与数值模拟得到的固有频率和振型,二者结果所得振型趋势一致,且固有频率数值相差很小。而且,数值模拟中覆环分别采用实体(solid)和壳体(shell)单元,将其结果与假设模态法结果进行对比,实体覆环结果与假设模态法求解结果更加接近,更符合实际情况。在此基础上,进一步讨论了叶片数、覆环厚度对转子耦合振动的影响。以实验为研究手段,对柔性单盘六叶片转子进行模拟振动实验,实验系统总体主要由转子模拟实验平台和信号采集系统两部分组成。通过开展不同转速下的转子振动实验,得到其振动加速度和位移信号,采集并分析振动信号数据得到该转子的时域图、频谱图和轴心轨迹图,从而进一步分析转子在不同转速下的振动特性。通过本文所做研究,对轴-盘-叶片-覆环转子的耦合振动进行了分析,为进一步研究涡轮发动机转子动力学特性及故障诊断提供了参考,为涡轮发动机的设计和优化提供研究基础。