随着现代水轮机技术的发展，低水头水力资源的开发的越来越多地采用大型的转轮，使得当今水轮机在设计上朝着薄叶片和大尺寸方向发展，这对水轮机转轮叶片的制造和刚强度带来了严峻的考验，越来越多的电站因转轮叶片的铸造缺陷而产生裂纹，影响了机组效率，甚至出现叶片断裂的现象，严重影响了电站的安全稳定运行。因此，本文在考虑叶片缺陷的情况下，对带缺陷的轴流式水轮机转轮叶片进行了动力特性分析，取得的研究成果对提高机组的安全稳定运行有着长远的指导意义，有着重要的学术价值。　　首先，分别建立有无缺陷叶片的有限元网格单元，将轴流水轮机CFD分析的动水压力结果，加载到两种叶片的有限元网格节点上，实现叶片的瞬态动力分析，结果表明两种叶片的最危险点位于靠出水边的叶片和枢轴的交界处，而且缺陷叶片在危险节点的应力集中程度要明显高于正常叶片。　　其次，针对两种由铸造缺陷产生的裂纹，即对内埋裂纹和表面裂纹进行分析研究，其中，内埋裂纹是由于叶片的内部铸造缺陷导致扩展的裂纹;而采用的方法是研究表面裂纹的延展，来更加直观地反映出由铸造缩孔产生的外部叶片裂纹的发展规律。通过瞬态分析表明:内埋裂纹叶片变形量达到一定时，缺陷叶片的应力幅值明显高于正常叶片。在缺陷位置处产生了应力集中。此外，对两种裂纹在延展过程中的叶片强度进行了研究，结果表明:表面裂纹叶片在裂纹尖端出现应力幅值，在裂纹长度为88mm时到达破坏极限。而内埋裂纹叶片在枢轴与叶片交接处的应力集中现象非常明显，在裂纹长度为94mm时，叶片到达破坏极限。　　最后，通过弱耦合的流固耦合法，对装有变形前后叶片的水轮机进行分析。研究表明:内埋裂纹叶片初期的变形量不大时，对转轮内的流场影响不大;但变形后内埋裂纹叶片的水轮机在尾水管最左侧墩体内靠近出口位置出现了大量回流，严重影响了尾水管内部的流态。危险部位测点的压力脉动，变形叶片测点的次频明显增多，变形后压力幅值也明显高于原始叶片，最大比例达6.72倍。在变形叶片的危险点处的主频值正好为叶片数乘以叶片转频的值，正好为叶片固有频率的整数倍，从而引发叶片共振与断裂。