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针对水轮机转子质量偏心和不对中等故障，建立水轮机转子非线性动力学模型，并分析质量偏心、不对中量和转速等对水轮机振动的影响，探索水轮机转子的非线性动力学特性。仿真结果表明，同样条件下耦合故障对水轮机运行状态的影响要大于单故障情况，且随着转速增加，多故障耦合下水轮机振动不仅剧烈，且水轮机运行状态复杂，可分为平稳运行状态、周期性碰摩状态和混沌运行状态等3种类型，这为分析和研究水轮机振动现象及故障诊断提供了理论依据，具有重要的学术意义和实用价值。