在转子动力学中,经常采用的力学模型有两种:连续质量模型和离散质量模型;
连续质量模型基本按转子的实际结构,将转子视为质量连续的弹性体,在数学上描述连续质量模型的运动通常用偏微分方程;但由于实际转子的几何结构复杂,在数学上很难列出偏微分方程定解问题的边界条件,求解较为复杂,因而在实际应用中受到很大限制;
离散质量模型是将实际结构离散化,将连续的无限自由度模型变成离散的有限自由度模型,描述其运动的往往是常微分方程;
离散质量模型又依据离散方法的不同分为有限元模型与集中质量模型,有限元模型是将连续的旋转体离散成按一定方式相互连接的数目有限的单元的组合体;集中质量模型是将实际转子简化为一系列无质量的弹性轴和固结在此轴上的有质量的刚性盘,构成所谓的盘轴系统。
有限元模型往往单元数量很大,对实际结构的简化近似很小,因而可以得到较为精确的计算结果,但计算量同时也很大;相比之下,集中质量模型结构简单,计算量小;如果简化合理,往往也能得到较为精确的结果。
另外,转子动力学的常用的数学计算方法,传递矩阵法;该方法的主要特点是矩阵的阶数不会随系统自由度的增加而增加,编程简单、运算速度快,尤其适合MATLAB等数值计算软件进行处理,基于集中质量模型来进行计算,由于其将大量的结构信息简化为极为简单的的集中质量——梁模型,不能确保模型的完整性