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建立了水轮发电机组主轴系统的非线性动力学模型,推导了机组主轴系统振动的微分方程,考虑了导轴承非线性油膜力、机械不平衡力、非线性不平衡磁拉力及水力不平衡力的作用。求解得到了机组轴系关键部位（转子、转轮和3个导轴承）响应的时域波形图、轴心轨迹图,频谱图和相图.以及系统响应的分岔图：即横振响应随转速、偏心质量和励磁电流变化的分岔图。结果表明：轴系转速和质量偏心对于轴系上各主要部件的振动响应影响较大;非线性不平衡磁拉力计算公式能够比较全面地反映电磁参数对轴系振动的影响。非线性油膜力比线性油膜力更适合于轴系动态响应