裂纹是酿成生产事故的根源之一，尤其是对于混流式水轮机转轮等结构复杂的大型构件更是如此。声发射技术作为一种新型动态的检测技术已被广泛应用于设备的无损检测、在线监测中。确定裂纹声发射源的定位方法是在线监测的重要环节，利用声发射技术监测裂纹的产生和扩展情况，是准确评估构件寿命的关键。本文以国家自然科学基金项目(50465002)——“混流式水轮机转轮叶片裂纹监测的理论和方法研究”为背景，在充分了解国内外研究现状的基础上，将声发射技术应用于混流式水轮机的裂纹检测，主要研究裂纹声发射源定位方法，并对金属疲劳裂纹的产生、发展、断裂过程进行监测。论文首先探讨位错运动及裂纹形成和扩展的声发射源机理，介绍了声发射测试的原理，声发射波传播的模式、速度、衰减等物理基础，结合水轮机实际情况，进行了波速测量、波的衰减实验。针对混流式水轮机转轮提出了复杂结构中裂纹声发射源的三种定位方法，即三维时差定位、区域定位、智能定位，并给出了声发射源定位系统程序的实现方法，在此基础上对各种定位方法做了适应性分析。结合混流式水轮机的结构及裂纹产生的部位，设计水轮机裂纹智能定位方案；并通过现场的实验，利用采集到的声发射信号，采用BP、RBF神经网络建立了混流式水轮机裂纹监测系统的智能定位模型，指出了两种方法各自的特点，验证了智能定位方法的可行性。通过试样的三点弯曲疲劳试验，证明采用声发射技术对金属疲劳裂纹的产生、发展、断裂过程进行监测，与传统的裂纹检测相比，不仅能够实时的捕捉到疲劳裂纹的产生，而且能够得到与理论上疲劳裂纹扩展速率曲线相似的变化规律。引入了声发射特征参数和裂纹扩展速率之间的公式，进一步介绍裂纹扩展速率曲线的求解方法，并对水轮机叶片裂纹发展趋势的预估方法做了初步探讨。