螺栓连接结构在各类机械设备中是最主要的连接方式之一,因其具有加工简单、易于装配、承载能力强、便于拆卸、维修方便、可操作性好、可靠性高等优点被广泛应用于大型转子机械结构中。但是由于螺栓结合面的多重非线性特性使得螺栓连接结构的力学特性较为复杂,而且螺栓连接结构的运行状态往往直接影响结合面的力学特性,进而影响到机械设备能否正常工作。近些年来,转子机械结构不断朝着高推重比、高转速发展,螺栓连接结构对转子机械力学特性影响也越来越明显,螺栓紧固连接问题也变得越来越突出。因此,针对螺栓连接结构的转子机械系统进行力学特性分析是非常必要的,本文通过建立精细的螺栓连接的薄壁柱壳结构和鼓筒转子结构有限元模型,围绕螺栓连接结构对结合面的刚度特性、系统的固有特性、系统的振动特性等几个方面展开研究,论文的主要研究内容包括:（1）基于ANSYS软件,建立了螺栓连接的薄壁柱壳类结构,通过和文献的结果对比分析,验证了五种不同的模拟螺栓连接结构的建模方法（界面接触实体单元建模方法、混合单元建模方法、界面刚性绑定建模方法、薄层单元建模方法及弹簧单元建模方法）的合理性和各自的适用情况。（2）建立了螺栓连接鼓筒转子结构,采用上文叙述的五种模拟螺栓连接结构的建模方法,分析鼓筒转子结构在自由边界和轴承支承边界条件下的固有特性,并与试验结果进行对比验证,以此来进一步说明五种方法在一定情况下模拟螺栓连接结构的合理性和准确性,并分析了系统转速和螺栓预紧力对整体结构固有特性的影响规律。（3）在研究螺栓连接鼓筒转子固有特性的基础上,引入减缩模型的建模方法,建立了梁壳和弹簧混合单元建模的减缩模型,并通过与实体结果进行对比验证,说明减缩模型的有效性和优越性。基于静力学力和变形的关系,获得螺栓结合面的时变刚度,通过数据处理后,将时变刚度值导入到减缩模型中并进行鼓筒转子的力学特性分析,讨论了螺栓数目、系统转速和螺栓预紧力对整体结构振动响应的影响规律。（4）在分析健康的螺栓连接鼓筒转子力学特性的基础上,研究了螺栓松动对鼓筒转子系统的时变刚度和振动特性的影响规律,分析了螺栓松动数目、螺栓总数目、系统转速、螺栓预紧力和螺栓松动形式对系统振动特性的影响。研究结果表明:随着螺栓松动数目的减少,螺栓总数目的增加,系统转速的增加和螺栓预紧力的增加,结合面的6个方向的时变刚度曲线波动程度不断减小,刚度值不断增大,从而导致鼓筒转子系统的振动响应在高频处的幅值放大现象明显减少,非线性也进一步减弱,而且不同的螺栓松动形式对鼓筒转子系统的力学特性影响也较大。