叶片-轮盘结构是燃气轮机轴承-转子系统的核心部件,由于经常处于高温、高压、高转速的极端服役环境中,使得透平叶片是叶盘中易于出现故障的零件,其中因为材料缺陷、制造偏差和应力集聚等原因引起的裂纹故障是工程结构中最为常见的一种损伤模式,严重威胁着叶盘结构的完整性和安全可靠性。然而,大多数研究并未考虑到持续激励作用下疲劳裂纹的呼吸行为,由其带来的非线性问题也较少涉及。因此,本文立足于实际,系统分析了呼吸裂纹叶盘系统的振动局部化问题及其非线性动态特性。首先,综合考虑到裂纹的非线性呼吸行为,基于多种理论建立了更加客观的呼吸裂纹拟合模型,对比分析了张开式裂纹和呼吸式裂纹对叶片固有频率的影响,发现张开式裂纹模型可能会导致基于固有频率变化的裂纹故障诊断方法出现漏判或误判。其次,基于拟合裂纹模型建立了叶盘系统的连续参数模型,对比分析了在谐调和随机失谐两种状态下张开式裂纹叶盘系统和呼吸式裂纹叶盘系统的响应特性,从机理上揭示了呼吸式裂纹对叶盘系统振动响应局部化的影响规律。最后,研究了呼吸式裂纹对响应不平称性、频率偏移、谐波共振等非线性动力特征的影响,并结合数值统计方法对其进行量化分析,为裂纹故障诊断与在线监测提供易于识别的敏感特征参数。以上研究结论一方面完善和发展了裂纹叶盘的全局动力学振动理论,另一方面为叶盘结构的动态优化设计、可靠性分析、振动故障诊断及机理研究提供了一定的理论支持。