旋转机械在我国工业发展的过程中占据着极其重要的地位,裂纹的出现会造成非常严重的生产事故以及财产损失。本文针对重型燃气轮机,分别研究其发生呼吸裂纹故障以及常开裂纹故障时的特征,确定其特征频率以及建立起设备故障诊断系统,用以预防大型事故具有非常重大的意义。根据重型燃气轮机的结构特点建立模型,运用余弦模型对于裂纹单元进行模拟,应用转子动力学有限元法以及Timoshenko梁理论建立转子系统,组装动力学方程矩阵,最终得到裂纹转子的动力学方程。对于动力学方程的求解本文采用较为成熟的NEWMARK方法,发现在亚临界转速处出现共振峰,以几处亚临界转速做为出发点进一步分析重型燃气轮机转子裂纹特征。针对于呼吸裂纹情况,用裂纹所处的位置、裂纹开裂的深度,并且考虑到工程实际应用中的不平衡量大小和不平衡量与裂纹夹角几个方面来考察其裂纹故障特征,利用时频转化得到频谱图、时间波形图以及轴心轨迹图,分析其特点并总结规律,最终以亚临界转速处的3X成分作为呼吸裂纹模型的特征频率。针对于常开裂纹模型,考察指标不变,分析常开裂纹转子系统振动特征并总结规律,最终发现亚临界转速处的2X成分为常开裂纹模型特征频率。根据Kriging代理模型,以裂纹位置、裂纹相对深度作为输入,各个点的振动响应作为输出构建Kriging代理模型,通过均方误差MSE以及相对均方误差RMSE评价不同代理模型的性能优异并对其进行优化,最终通过计算机试验验证并以较高的精度实现了重型燃气轮机裂纹故障的诊断。