往复压缩机是气体压缩和运输的关键设备,在石油化工企业中得到了广泛的应用。由于其长期处于高速重载的工况下,且零部件众多,故障发生率极高,其中连杆作为往复压缩机主要的受力和传动部件,在工作中承受着复杂的交变载荷,因此连杆在应力集中区域极易萌生裂纹,若不能及时发现,裂纹会不断扩展直至断裂失效,造成重大的安全事故。往复压缩机主要通过振动信号检测的方式进行故障诊断与分析,但往复压缩机结构复杂,激励源众多,连杆裂纹故障信号容易淹没于其他故障信号及噪声之中,试验周期长、成本高,且往复压缩机带病运行具有一定的危险性,导致试验不易开展,故障数据不足。本文针对往复压缩机连杆裂纹故障数据匮乏、故障响应特性研究不足等问题,提出采用动力学仿真的方法,对连杆裂纹故障进行模拟,通过仿真模拟获取振动信号,并对模拟故障的振动响应信号进行分析,提取故障特征,为往复压缩机的状态监测及故障诊断提供参考依据和数据资源。首先,阐述了课题的研究背景与意义,然后通过查阅文献资料,总结了连杆裂纹故障研究方法、动力学仿真分析方法以及往复压缩机仿真的研究现状和发展趋势。其次,根据往复压缩机的工作原理,对其曲轴连杆机构进行了运动学分析和动力学分析,为后续的仿真参数设置提供理论基础。再者,介绍了往复压缩机的工作流程和基本结构,根据仿真要求对结构进行了适当的简化,通过Solid Works构建往复压缩机的简化三维模型,联合ADAMS和ANSYS软件建立正常状态下的往复压缩机刚柔耦合仿真模型,通过仿真计算获取振动加速度信号并与实测信号对比,验证仿真的准确性;然后在模型中植入连杆裂纹故障,进行连杆裂纹故障的模拟仿真,获取故障的振动响应信号,并与正常状态下的仿真振动响应信号进行对比分析,提取故障信号特征。然后,构建含连杆裂纹故障的刚柔耦合动力学模型,在不同转速、不同裂纹位置以及不同裂纹深度的工况下,对往复压缩机连杆裂纹故障进行变工况仿真,并对仿真结果进行对比分析,研究连杆裂纹故障对振动响应信号特征的影响。最后,对往复压缩机连杆裂纹不同故障程度的振动信号进行了时域指标和多尺度样本熵（MSE）分析,结果表明,所选时域指标能够较好地反映故障程度的发展趋势,多尺度样本熵（MSE）能够很好地区分不同程度连杆裂纹故障的振动响应信号。