Se estudian los efectos dinámicos no lineales del desalineamiento entre los discos internos en un rotor de disco-varilla con defectos de mecanizado. Se obtiene una distribución de estrés no uniforme debido al desalineamiento interno basado en una solución estática 3D. Se tienen en cuenta los desbalances concomitantes, incluyendo la excentricidad de masa constante y la flexión del rotor variante en velocidad, en la dinámica no lineal. Los resultados dinámicos muestran que la flexión del rotor conduce a una reducción de la estabilidad y un aumento de la vibración. Hay una característica distintiva en que la vibración del rotor vuelve a aumentar después de la velocidad crítica. Se obtiene el desalineamiento interno máximo permitido de acuerdo con sus límites de estabilidad. También se presenta un método de apriete desigual para reducir los efectos adversos cuando existe el desalineamiento interno. Además, se diseña un experimento para medir las características de vibración del sistema de rodamientos del rotor disco-varilla con desalineamiento interno. Los resultados muestran que el resultado teórico de la amplitud de vibración del sistema de rodamientos del rotor defectuoso es básicamente consistente con el valor experimental. También se encuentra que el rotor preciso realiza el movimiento periódico, pero el rotor disco-varilla defectuoso exhibe la órbita de duplicación de período. Este fenómeno demuestra que el rotor disco-varilla defectuoso pierde estabilidad más fácilmente que el rotor preciso debido al desalineamiento interno. Sin embargo, la amplitud de los componentes de frecuencia armónica para el sistema de rotor disco-varilla preciso es claramente mayor que la del sistema de rotor disco-varilla defectuoso con desalineamiento interno. El valor máximo de la amplitud de vibración aumenta cuando el desalineamiento interno se vuelve mayor. En general, este trabajo presenta un análisis numérico y experimental para estudiar la dinámica del rotor disco-varilla con defectos de mecanizado y desalineamiento interno. También establece la relación entre la precisión de centrado y las características dinámicas.