在航空发动机、汽轮机、压缩机等大型旋转机械中,转子不对中故障是最为常见的故障形式之一。据国内外相关资料分析,旋转机械的振动故障约60%以上都是由不对中引起或与其相关。不对中会引起转子系统的不稳定运动,进而引起设备振动、轴承磨损、轴挠曲变形、转子与定子碰摩等一系列问题,轻者会影响设备的正常运行,重者会造成设备损坏进而引起更严重事故。因此,研究不对中转子动力学问题,掌握不对中转子系统振动行为的分析理论与方法,不仅具有重要的理论意义,而且具有十分重要的实际应用价值。在工程实际中最常用的研究方法是物理试验,而直接采用原型系统进行不对中故障机理试验,特别是对于结构复杂且尺寸较大的原型系统试验,存在很大局限性:如结构复杂、试验成本高以及试验周期长等,因此针对联轴器不对中故障的试验研究,开展其试验模型的动力学相似研究具有重要意义,即用动力学相似试验模型转子系统复现原型转子系统的动力学特性和不对中故障特征,进而获得原型转子系统的动力学特性和不对中故障机理。本文首先结合描述转轴和弹性支承运动状态的动力学微分方程,分析了建立相似关系的主要步骤和常用方法,采用积分模拟法推导出转子系统中各参数的动力学相似关系表达式;其次,分别分析了联轴器不对中和轴承不对中两种不对中故障的故障机理,建立了带有这两种不对中故障的转子动力学方程,利用方程分析发推导了两种不对中参数的相似关系表达式,并进行了模拟仿真,证明了推导出的不对中相似关系式的正确性,考虑到在实际搭建试验台的过程中,部分参数的相似关系存在偏差,进行了相似参数影响分析,为相似模型设计提供指导;而后,分析了深沟球轴承在不对中故障的影响下的动力学特性,提出轴承不对中故障再现的轴承选择原则和设计思路;最后,为进一步验证不对中相似关系的正确性,搭建了不对中故障原型和模型试验台,并进行了验证性试验,试验结果证明了不对中相似关系的正确性。