汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械做功的旋转式蒸汽透平动力机械,是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机是一种集多种高新技术于一体的高端机械产品。叶片是汽轮机中的关键部件之一,也是最精细、最重要的部件之一。据资料统计,电站由于汽轮机事故强迫停机率的70%与叶片损坏有关,叶片事故引起的损失占全部事故的一半以上。因而分析研究转子叶片的固有特性和动力学特性,对提高汽轮机的耐久性、可靠性和寿命,避免由叶片事故造成不必要的人身安全和经济损失是十分必要的,具有重要的工程价值。本论文主要利用LS-DYNA软件,以模态理论、接触-碰撞数值计算理论、隐式-显式积分算法及大变形动力学数值计算方法为理论支撑,对汽轮机叶片的固有特性和叶片-机匣碰摩规律进行了全面的分析研究。首先,考虑叶片旋转软化和离心刚化的影响,在预应力情况下研究了网格密度在LS-DYNA中对叶片固有频率的影响；将LS-DYNA计算的固有频率、振型和ANSYS进行了对比,对LS-DYNA求解固有特性进行了正确性验证；计算了不同转速下叶片的固有频率,绘制了Campbell图,通过Campbell图得到了共振转速和共振频率,为进一步叶片结构优化和振动安全评估提供了理论依据。其次,研究了叶片-机匣局部碰摩情况下的转子叶片的动力学响应。建立了叶片-机匣几何偏心和椭圆机匣两种局部碰摩模型；从碰摩力、动应力、碰摩后振动衰减频域图、位移及接触界面能量变化方面,分析和对比了两种模型的碰摩特性。最后,研究了叶片-机匣整体碰摩情况下的动力学特性。在几何偏心和考虑机匣弹性情况下模拟分析了叶片-机匣的碰摩过程；绘制了叶片-机匣碰摩后叶片的动应力曲线、碰摩力曲线、叶片振动衰减频域曲线及接触界面能量变化曲线,研究了碰摩后叶片的动力学特性。