随着近几十年来工业和科学技术的飞速发展,各种工程结构愈加巨型化、复杂化,为了保证其可靠性,解决振动问题首当其冲。本文旨在基于有限元方法研究水轮机组转动系的振动问题,研究本身是水轮机组故障诊断系统的一个分支。所得到的振动计算结果将应用到该故障诊断系统当中去,以便该系统能对机组的振动故障进行更好地分析,以做出全面准确的判断,预防或减轻故障对机组可能产生的危害。本文首先阐述了进行振动研究的理论基础,有针对性地介绍相关的振动理论。结合轴系的结构特点与工作环境,分析轴系的振动特性。简单介绍有限元方法及其求解过程、结合水轮机组轴系的振动特性与I-DEAS软件的功能模块进行分析,并在此基础上确定本文中对水轮机组轴系振动的计算方法及流程。采用有限元软件I-DEAS针对转轮、水轮机轴、电机轴、电机转子及转动系整体进行自然振动分析,详细阐述实体造型、网格划分、模型计算全过程。计算它们各自的前十阶固有频率与固有振形。并根据计算结果分析该水轮机组轴系各部件及整体发生共振的可能性,总结其各阶固有振形的变化规律。对水电机组运行中的振动故障进行了总结,从机械、电气、水力三个方面分析了振动的产生及其主要特征;简单介绍了水轮机组运行监测与故障诊断系统的框架,阐述了故障诊断系统建立的基本环节与结构组成;介绍了水轮机组故障诊断系统中共振识别的实现,详细阐述了共振识别的理论依据、各激振载荷频率值的获取方法及在故障诊断系统中实现共振识别的具体步骤,并以此为基点阐述了振动研究在故障诊断系统中的应用。