针对故障滚动轴承振动信号的非线性、非高斯性特征，将双谱和双相干谱分析方法用于滚动轴承故障特征的提取，给出了正常及外圈、内圈、滚动体局部损伤4种不同状态下轴承振动信号的双谱及双相干谱图，基于双谱形成了故障特征向量，并利用灰色关联度法识别了故障轴承局部损伤的发生部位。试验分析表明，对于损伤元件不同的轴承故障，振动信号的能量分布不同，双谱特征图谱存在明显的差异，而且双谱比双相干谱更有利于故障特征的提取。