反应堆主冷却剂泵作为反应堆冷却剂系统中唯一高速度运转的机械设备，具有结构精密、功率强大的特点。主泵是反应堆主冷却剂循环系统最主要动力来源，属于压水堆核电站的核心设备，是反应堆的心脏。由于核反应堆具有潜在的危险性，主泵转子一旦发生事故，对经济和社会的影响将十分严重，因此对主泵运行状态的监测和故障诊断对保证其安全性和可靠性是非常重要的。主泵的转子系统是旋转机械的核心部件，转子系统存在非线性振动源，尤其在系统发生裂纹等故障时，非线性的问题比较显著。因此为了更好地对转子系统的动力学行为进行研究，本文采用了非线性频率分析的故障诊断方法，研究非线性输出频率响应函数的特性与主泵转子运行状态之间的内在联系，对主冷却剂泵转子的开裂纹故障进行定位辨别。本文针对非线性系统的故障诊断问题，运用基于非线性频率特性分析的故障诊断方法，对反应堆主冷却剂泵转子的裂纹故障进行研究。本文分别利用MATLAB数学模型计算和SIMULINK仿真工具两种方法建立主冷却剂泵裂纹故障模型，基于非线性频率输出响应函数求解主泵转子在单频率、多频率的外部激励下的频率响应，通过计算系统频域的故障特征值，定位出了单一裂纹故障和多裂纹故障的位置。对主泵裂纹故障的仿真，验证了基于非线性频率分析的主泵故障诊断方法的可行性，因此该方法可以应用于主泵裂纹故障诊断的研究之中。