叶盘系统是航空发动机、汽轮机等涡轮动力机械转子的关键部件。实际上由于安装/制造误差、材料缺陷和使用中磨损不均等因素,导致叶片的性质会有小量差别,即失谐。叶盘系统在运行过程中的受迫振动响应对失谐非常敏感。失谐叶盘的振动能量空间局部化使少数叶片的应力显著增加,从而引起叶片的高周疲劳故障(HCF)、叶片断裂或破损等问题。而系统中的非线性因素使失谐叶盘的振动响应更加复杂。因此,有必要对非线性失谐叶盘的振动局部化特性进行更深入的研究。本文以航空发动机压气机部分的叶盘系统为研究背景,通过建立含干摩擦和间隙的叶盘结构集中参数模型和有限元模型,对非线性失谐叶盘系统的振动局部化特性开展研究,分析失谐对非线性叶盘系统的动力学响应的影响规律。论文首先建立了含非线性干摩擦和间隙的叶盘系统单扇区二自由度集中参数模型,具体分析并给出摩擦力、含间隙的叶盘系统中的耦合作用力、气流激振力的计算公式,建立非线性叶盘系统的动力学方程。其次,针对失谐叶盘系统的模态局部化和振动响应局部化两类问题,利用四阶Runge-Kutta法对失谐叶盘系统的非线性动力学方程进行数值求解,并分析其动力学特性。研究发现,强、弱耦合系统的固有频率结构都出现了两个频段。弱耦合系统的振动响应局部化现象比强耦合系统更明显。非线性谐调叶盘系统同样出现了一定的振动局部化现象。利用振幅放大系数,对线性和非线性失谐叶盘系统的振动响应局部化的研究表明,振幅放大系数出现了失谐阈值现象。且非线性干摩擦和间隙的作用降低了失谐系统的振动响应局部化程度。研究谐调叶盘系统的非线性振动问题时发现,随气流激励力频率的变化,系统会呈现单周期运动、多周期谐波运动、混沌运动等多种动力学行为。而失谐因素的存在,使非线性失谐叶盘系统的动力学行为变得更加复杂。最后,针对失谐叶盘系统的模态局部化现象,利用Ansys软件建立了叶盘系统的有限元模型,通过有限元仿真研究不同失谐强度下叶盘系统的模态振型的差别以及谐调/失谐叶盘系统不同阶次下的模态振型,并分析高阶次下的叶盘耦合振型。上述成果揭示了干摩擦和间隙对失谐叶盘的影响规律,充实了非线性失谐叶盘振动局部化的基础理论,对含干摩擦和间隙非线性叶盘的优化设计具有一定的指导意义。