转子系统作为大型旋转机械核心部件,往往具有结构复杂、尺度巨大等特征,故通过模型试验反演原型转子系统动力特性成为极为重要研究手段,但目前对于转子系统动力模型相似问题研究还不够全面。因此,本文以相似理论为基础,利用数值仿真方法,系统研究了转子系统动力模型正态和变态相似问题,并针对转子系统变态模型设计问题提出了一种基于优化算法的转子系统模型设计方法。首先,基于量纲分析法建立了转子系统正态模型与原型相似准则,通过数值仿真对比分析了两者动力特性和动态响应相似性,继而揭示了轴承参数不做相似变换时对预测结果的影响规律。其次,基于方程分析法建立了转子系统变态模型与原型相似准则,通过数值仿真揭示了变态率对模型相似性影响规律,对比分析了两者动力特性和动态响应相似性,实现利用变态模型有效地预测原型转子系统动力学特性。再次,提出了一种基于优化算法的转子系统模型设计方法并通过算例分析验证该方法的可行性,该方法是一种逆向思维设计方法,能推广应用于其它复杂系统模型设计中。最后,通过模态试验对比分析了某双圆盘转子系统正态模型、变态模型与原型模态参数相似性,验证了所建立转子系统动力模型与原型动力学相似关系的正确性。本文研究结论在一定程度上完善和发展了转子系统动力模型相似研究理论,也为指导设计人员设计出动态性能更优的转子系统试验模型提供了一定的理论参考。图66幅,表18个,参考文献106篇