船舶柴油机轴系扭转振动研究的方法主要是数值分析仿真研究和试验研究。轴系扭转振动的试验研究在试验结果上非常接近实际效果，但其试验成本高、难度大，尤其对于大型柴油机，试验条件很难满足。在柴油机设计阶段只能采取仿真研究，另外，仿真研究还具有周期短、成本低等优点，因而被柴油机生产厂家广泛使采用。

对于轴系的扭转振动分析计算，现在已经有很多成熟的理论方法，最常使用的有连续质量模型（分布质量）方法和集中质量模型（离散模型）方法。连续质量模型法是将轴系视为连续分布的刚度和阻尼系统，可直接根据轴系的几何结构建立轴类连续模型，这种模型十分接近实际情况，没有当量轴系的简化过程，适合复杂的轴系结构，有良好的计算精度。通常连续质量模型可以运用有限元法进行计算，可以很好的解决连续质量模型所需大量复杂运算的问题。集中质量模型法在有限元法出现之前广泛应用，其将轴系当量简化为离散的质量，通过当量刚度和阻尼连接，其计算重点是对轴系合理的当量简化，根据长期的实验对比，集中质量法计算量小，对于低阶频率计算误差小，适用于大部分简单轴系。总体来说，现今的计算方法可分为三类；第一类为解析方法，它能给出由连续解析函数表示的准确解，但只能适用于极少数特殊简单情况；第二类为离散近似求解方法，其中最有代表性的是有限单元法，它有很强的适应性，是各类结构分析问题中应用最广的数值方法；第三类为半解析方法，这类方法保存了第一类方法中连续解析函数的特点，但是不在具有准确解的特性，通过能量原理等求得广义坐标的近似解。