1、渦輪盤(pán)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，其壽命決定著整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。因此，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)進(jìn)行壽命評(píng)估具有重要意義。由實(shí)驗(yàn)可知，低周疲勞是航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)的主要失效形式，目前對(duì)低周疲勞壽命評(píng)估主要是利用各種修正Manson-coffin公式，采用確定性分析方法進(jìn)行壽命評(píng)估。然而，輪盤(pán)大多是在復(fù)雜的多軸載荷作用下服役，傳統(tǒng)的單軸疲勞理論往往在預(yù)測(cè)上存在較大的誤差，多軸疲勞理論在近些年來(lái)得到了越來(lái)越多地研究和應(yīng)用。由于渦輪盤(pán)在加工制造、安裝使用等

2、過(guò)程中，幾何尺寸、材料參數(shù)存在一定的分散性，因而渦輪盤(pán)的壽命亦具有分散性，僅進(jìn)行確定性壽命評(píng)估就不能滿足實(shí)際工程需要。
　　本文在總結(jié)渦輪盤(pán)疲勞壽命評(píng)估的基礎(chǔ)上引入了多軸疲勞，充分考慮了材料、載荷、幾何尺寸這些因素的影響，通過(guò)對(duì)GH4169材料渦輪盤(pán)鍛件低周疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析將SWT公式隨機(jī)化，得出了此型渦輪盤(pán)的疲勞壽命可靠性模型。在此基礎(chǔ)之上，通過(guò)引入基于Edgeworth級(jí)數(shù)的攝動(dòng)法，本文對(duì)服從任意分布的渦輪盤(pán)隨機(jī)參數(shù)進(jìn)行了失

3、效概率分析，并得到了這些參數(shù)對(duì)壽命失效概率的敏感度。通過(guò)基于失效概率敏感度的魯棒設(shè)計(jì)，本文進(jìn)一步對(duì)此型航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)的性能提升提出了設(shè)計(jì)建議。由于輪盤(pán)是由72個(gè)榫槽組成的系統(tǒng)，考慮相關(guān)失效的影響，本文最后對(duì)整個(gè)輪盤(pán)系統(tǒng)的失效概率進(jìn)行了研究。全文主要包括以下幾方面:
　　(1)對(duì)渦輪盤(pán)的三維模型進(jìn)行有限元仿真。通過(guò)彈塑性分析得到渦輪盤(pán)的失效區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變分布，為以后的疲勞壽命分析提供了基礎(chǔ)。
　　(2)本文根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪

4、盤(pán)材料的疲勞特性，，通過(guò)對(duì)GH4169材料渦輪盤(pán)鍛件的疲勞數(shù)據(jù)處理，得到了應(yīng)變-壽命曲線的基本參數(shù)。在此基礎(chǔ)上將有限元結(jié)果代入到常用的幾種壽命預(yù)測(cè)模型，并最終得到基于多軸疲勞的SWT公式精度最高;查閱文獻(xiàn)，將SWT公式隨機(jī)化，建立渦輪盤(pán)的概率壽命可靠性模型。
　　(3)通過(guò)引入基于Edgeworth級(jí)數(shù)的攝動(dòng)法，可以對(duì)服從任意分布的渦輪盤(pán)隨機(jī)參數(shù)進(jìn)行失效概率和失效敏感性分析。由于渦輪盤(pán)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，因此極限狀態(tài)方程無(wú)法用顯式表達(dá)

5、出來(lái)，為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文引入了響應(yīng)面模型。常用的響應(yīng)面模型有響應(yīng)面法、Kriging法和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。本文采用了這三種方法進(jìn)行了擬合，并通過(guò)將計(jì)算得到的結(jié)果與NESSUS軟件進(jìn)行對(duì)比，最終得出對(duì)于此型航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)，采用基于Kriging-Edgeworth的攝動(dòng)法可以精確地求解服從任意分布的疲勞可靠度。
　　(4)在分析了恒幅加載下失效概率的基礎(chǔ)之上，應(yīng)用miner準(zhǔn)則進(jìn)一步對(duì)變幅加載下的失效概率進(jìn)行探索，并通過(guò)Krig